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Calettamento di elementi metallici con azoto liquido

Il calettamento è l’operazione più comunemente utilizzata dai costruttori meccanici per accoppiare due elementi tra loro.

Consiste nell'introdurre tutto o parzialmente un elemento “maschio”, principalmente di forma cilindrica, nell'altro “femmina” avente identica forma ma con dimensioni leggermente inferiori. Tale differenza dimensionale, chiamata serraggio o interferenza, viene calcolata dal costruttore in funzione dello sforzo e della resistenza meccanica desiderata.

Calettamento per contrazione dell’elemento maschio con azoto liquido

Il calettamento, fatto con azoto liquido, è particolarmente vantaggioso negli accoppiamenti meccanici là dove l’elemento maschio da raffreddare ha dimensioni d’ingombro e massa più piccola rispetto all’elemento femmina, in combinazione con il riscaldamento dell’elemento femmina là dove è richiesto un serraggio molto spinto e per sedi valvole motore.

Il procedimento consiste nel raffreddare l’elemento maschio in azoto liquido fino al raggiungimento della contrazione necessaria per introdurlo nell’elemento femmina.

Grazie alla bassissima temperatura di ebollizione dell’N2L è possibile raffreddare in breve tempo l’elemento da calettare dalla temperatura ambiente fino –196 °C senza far subire modificazioni strutturali al metallo, criccature, deformazioni…

Il consumo di azoto liquido e la contrazione lineare raggiungibile a –196°C è in funzione al tipo di materiale, mentre il tempo di raffreddamento è soggetto oltre al tipo di materiale, al diametro dei pezzi, e allo spessore della parete dei pezzi cavi.

La manipolazione dell'Azoto liquido, oltre ai dispositivi di protezione individuale (89/686/CEE) per occhi, mani e piedi, non richiede particolari precauzioni.

Tuttavia, le operazioni di raffreddamento degli elementi da calettare devono avvenire in ambienti ben areati e abbastanza grandi per evitare problemi di sottossigenazione provocati dall’evaporazione dell’Azoto liquido.