Per perdita interna di una valvola si intende il passaggio dell’aria attraverso una tenuta interna quando il relativo percorso dovrebbe essere chiuso. Il rumore o il flusso rilevato presso una porta di scarico non identifica, da solo, il componente guasto. Una diagnosi attendibile registra lo stato comandato della valvola, ricostruisce i possibili percorsi tra le porte, separa l’attuatore dalla valvola e confronta la portata misurata con la specifica esatta del prodotto. Questa distinzione è importante perché la perdita della tenuta del pistone di un cilindro può rimandare aria attraverso una valvola a 5 vie perfettamente funzionante. SMC documenta proprio questa eventualità in un impianto con SY5120: l’aria che entra dalla porta B del cilindro può raggiungere lo scarico EA della valvola passando attraverso la perdita interna del cilindro (FAQ SMC sulle elettrovalvole a 3/4/5 vie, consultata nel 2026).
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Punti chiave
- Individuare la coppia di porte interessata.
- Un flusso allo scarico non dimostra che la valvola sia guasta.
- Prima di scartare la valvola direzionale, separare l’attuatore utilizzando un’attrezzatura di prova con portata nominale adeguata.
- Confrontare percorso misurato, pressione, temperatura, stato della valvola, unità e tipo costruttivo con la specifica esatta del prodotto; per una valvola VQC5000 con tenuta metallica sono ammessi circa 200 Ncc per porta a 0,5 MPa.
Una perdita interna è un percorso di flusso, non solo un sibilo
SMC indica che una valvola VQC5000 con tenuta metallica può presentare una perdita di circa 200 Ncc da ogni porta a 0,5 MPa senza che ciò costituisca un’anomalia (manuale operativo SMC VQC5000V, 2016). Il primo compito diagnostico consiste quindi nell’identificare il percorso effettivo del flusso e il limite previsto per quello specifico modello.
Le sigle delle porte variano secondo il costruttore, ma le funzioni principali restano le stesse:
- 1 o P è la porta di alimentazione in pressione.
- 2 o A e 4 o B sono le porte di lavoro collegate all’attuatore.
- 3 o R/EA e 5 o S/EB sono le porte di scarico.
- Una valvola con pilotaggio esterno può disporre di un’alimentazione pilota o di uno scarico pilota separati; occorre verificare entrambi, perché lo stadio principale può perdere o rimanere in una posizione intermedia se uno dei due percorsi pilota non è corretto.
Una perdita interna può attraversare diverse superfici di tenuta. La perdita dall’alimentazione a una porta di lavoro pressurizza un’uscita che dovrebbe essere isolata. La perdita da una porta di lavoro allo scarico svuota una camera del cilindro. La perdita incrociata trasferisce aria tra A e B. Una perdita nel circuito pilota può impedire al cursore o all’otturatore principale di raggiungere la posizione prevista. Questi guasti richiedono prove diverse e, spesso, ricambi differenti.
| Osservazione | Possibile percorso interno | Spiegazione alternativa |
|---|---|---|
| La pressione aumenta su una porta di lavoro inattiva | da P ad A o da P a B | il cablaggio o il segnale pilota comanda lo stato errato |
| Flusso continuo su EA o EB | dalla porta di lavoro allo scarico | il trafilamento dal pistone del cilindro rimanda aria attraverso la valvola |
| Le pressioni delle due porte di lavoro convergono | da A a B o due percorsi attraverso la valvola | trafilamento dalla tenuta dell’attuatore o collegamento esterno incrociato |
| La valvola commuta lentamente e poi perde | circuito pilota o corsa incompleta del cursore | pressione pilota insufficiente, scarico ostruito o guasto della bobina |
| Compare aria attorno al giunto del manifold | guarnizione o tenuta statica | elemento di fissaggio allentato, sottobase danneggiata o perdita dai tubi |
Considerare la valvola come una rete di superfici di separazione, non come una singola scatola sigillata. Una lettura di pressione indica quale nodo è cambiato. Una misura di portata quantifica la gravità. Solo una prova di isolamento controllata permette di stabilire quale superficie sia stata attraversata dall’aria.
Perché una perdita allo scarico può indicare un problema del cilindro?
Nell’esempio di ricerca guasti relativo alla SY5120, SMC individua 2 possibili origini dell’aria allo scarico EA: la valvola a 5 vie oppure una perdita interna attraverso la tenuta del pistone del cilindro (FAQ SMC, consultata nel 2026). Sostituire la valvola prima di separare questi percorsi può lasciare intatto il guasto originario.
Si consideri un cilindro a doppio effetto con pressione applicata alla porta A. Se la tenuta del pistone lascia trafilare aria, questa può entrare nella camera sul lato B. Da qui segue il normale percorso B-EB della valvola verso lo scarico. Il tecnico avverte un flusso su EB presso il manifold, ma la valvola direzionale potrebbe instradare l’aria esattamente come previsto dal comando.
Valutare insieme tre osservazioni:
- Verificare il comando della valvola e il suo stato effettivo.
- Registrare in modo sincronizzato le pressioni delle porte A e B, oltre alla posizione del cilindro, mentre il sintomo si ripete.
- Ripetere la prova di tenuta approvata dal costruttore con l’attuatore separato, mantenendo invariati pressione di alimentazione, stato del pilotaggio, temperatura, posizione della valvola e metodo di misura.
Se il flusso allo scarico scompare quando l’attuatore viene sostituito con un’attrezzatura di prova idonea, è necessario indagare il circuito a valle. Se il flusso resta sullo stesso percorso di scarico dopo aver rimosso l’attuatore, la valvola o la superficie di tenuta del manifold diventa l’indiziato più probabile. La prova deve conservare le stesse condizioni di pressione, stato della valvola, temperatura e metodo di misura.
La guida all’isolamento della deriva del cilindro spiega come utilizzare dati sincronizzati di pressione e posizione per distinguere il movimento dalla sua causa. Consultare invece la guida generale alle perdite interne nei cilindri pneumatici se, dopo la separazione, l’attuatore resta sospetto.
Definire un perimetro di prova sicuro prima di intervenire sulla valvola
La clausola OSHA 29 CFR 1910.147(d)(5) impone che, prima della manutenzione, l’energia immagazzinata o residua potenzialmente pericolosa venga scaricata, scollegata, trattenuta o resa sicura in altro modo (OSHA 1910.147, consultata nel 2026). Una prova di perdita della valvola deve tenere sotto controllo comandi elettrici, aria pilota, pressione intrappolata, gravità, molle e carichi sospesi.
Seguire la procedura approvata della macchina per il controllo delle energie. Bloccare ogni sorgente capace di riattivare il circuito, sostenere meccanicamente i carichi pericolosi, scaricare i volumi intrappolati attraverso un percorso sicuro verificato e confermare l’isolamento con strumenti adeguati. Un’uscita PLC disattivata o un pulsante di arresto di emergenza premuto non costituiscono automaticamente dispositivi di isolamento dell’energia. Alcune misure diagnostiche richiedono una pressione controllata. Queste operazioni devono rientrare in una procedura di prova documentata che preveda raccordi idonei, ripari, strumenti tarati, una zona di esclusione definita e personale autorizzato alla diagnostica con energia presente. Non improvvisare tappi per le porte, non allentare raccordi in pressione e non smontare una valvola per «vedere da dove passa l’aria».
La ISO 4414:2010 tratta i principali pericoli dei sistemi pneumatici e comprende nel proprio campo di applicazione progettazione, installazione, regolazione, manutenzione, funzionamento affidabile ed efficienza energetica (ISO 4414:2010, confermata nel 2021). Applicare congiuntamente la valutazione dei rischi della macchina e le istruzioni del costruttore della valvola: né una procedura generica descritta in un articolo, né una singola lettura di pressione possono sostituirle.
Prima di iniziare, registrare il perimetro di prova sicuro:
- stato della macchina
- movimenti consentiti e carichi trattenuti
- collegamenti di alimentazione, pilotaggio, scarico e valle riportati nello schema pneumatico aggiornato
- codice completo della valvola, tipo di tenuta, configurazione del centro, stazione del manifold e disposizione del pilotaggio
- punti di misura della pressione e posizione di misura della temperatura
- valori nominali delle attrezzature di prova, tappi, ripari, dispositivi di isolamento, campi degli strumenti e stato della taratura
- persone autorizzate responsabili dell’applicazione dei controlli energetici, dell’esecuzione della diagnostica con energia presente, della verifica dell’isolamento, del ripristino della macchina e della firma del verbale di prova dopo essersi accertate che tutte le persone siano fuori pericolo
Quali prove di isolamento individuano il percorso effettivo della perdita?
SMC indica 15 cm³/min o meno sia per la perdita interna sia per quella esterna della famiglia di valvole VQ20/30 per aria secca, mentre il catalogo VX2 riporta 1 o 15 cm³/min per diversi tipi costruttivi del corpo valvola per aria e in condizioni definite (SMC VQ20/30; SMC VX2). Durante l’isolamento devono essere mantenute le condizioni di prova applicabili.
Iniziare dalle prove meno invasive. Verificare pressione di alimentazione, tensione di comando, azionamento manuale, pressione pilota e restrizioni allo scarico. Contrassegnare i tubi prima di modificare qualsiasi collegamento. Controllare separatamente i giunti esterni con il metodo approvato per le perdite esterne: la formazione di bolle su un raccordo conferma una perdita esterna, non un percorso interno alla valvola.
Separare quindi una superficie di tenuta alla volta:
| Perimetro di prova | Parametri da mantenere costanti | Cosa può dimostrare il risultato |
|---|---|---|
| Circuito completo della macchina | comando, carico, temperatura, stato della valvola | conferma la ripetibilità del sintomo |
| Valvola con attuatore collegato | pressioni A/B, portata allo scarico, posizione | associa il sintomo a un percorso della porta di lavoro |
| Valvola con attrezzatura di prova approvata | alimentazione, pilotaggio, stato, tappi o sottobase idonei | separa la valvola dal cilindro e dai tubi a valle |
| Attuatore provato separatamente | trattenimento del carico, pressione della camera, posizione | verifica il trafilamento dal pistone o dalle tenute statiche senza la valvola direzionale |
| Valvola provata al banco | attrezzatura e metodo di accettazione del costruttore | quantifica un percorso specifico tra le porte rispetto al limite di prodotto |
Una prova di decadimento della pressione dimostra soltanto che l’aria è uscita da un volume noto e isolato. Non identifica il percorso. Occorre controllare volume, temperatura, pressione iniziale e finale, tempo trascorso e ogni superficie collegata. Il calcolatore della portata di perdita mediante decadimento della pressione può convertire una prova valida in una stima della portata d’aria libera, ma non distingue una valvola da un cilindro.
Cosa rivelano le evidenze raccolte durante lo smontaggio sulla causa principale?
Una tabella SMC per la ricerca guasti della VXZS suddivide le perdite interne in 6 famiglie di cause: corpi estranei, componenti rotti o usurati, vibrazioni o urti, rigonfiamento dovuto al fluido, congelamento e condizioni delle tubazioni (manuale operativo SMC VXZS, consultato nel 2026). Lo smontaggio deve verificare queste ipotesi senza distruggere la posizione delle evidenze.
Non pulire la valvola prima di documentarne le condizioni al momento del ritrovamento. Fotografare codice prodotto, porte, posizione sul manifold, elementi di fissaggio, guarnizioni, orientamento del cursore, sede, passaggi pilota e depositi. Conservare i residui del filtro a monte quando si sospetta una contaminazione. Una particella trovata sul banco ha scarso valore se non è possibile dimostrare dove fosse incastrata.
| Evidenza | Ipotesi più probabile sulla causa principale | Ulteriori conferme necessarie |
|---|---|---|
| Impronta di una particella su una sede morbida | la contaminazione ha impedito la chiusura completa | materiale della particella e origine a monte |
| Rigature assiali sul cursore o sull’alesaggio | usura abrasiva o detriti incorporati | gioco, stato della lubrificazione e residui corrispondenti |
| Elastomero gonfio, ammorbidito o fessurato | incompatibilità con il fluido o il detergente | materiale della tenuta, identità chimica, temperatura e durata dell’esposizione |
| O-ring tagliato all’interfaccia del manifold | danno di montaggio o disallineamento | condizioni della gola, metodo di assemblaggio e sequenza di serraggio |
| Valvola pulita che non commuta completamente | problema al pilotaggio, alla bobina, all’azionamento manuale o allo scarico | tensione e pressione pilota durante l’evento di guasto |
| Ruggine, acqua o pellicola oleosa appiccicosa | problema di qualità dell’aria o trascinamento dal compressore | misure di particelle, acqua e olio al punto di utilizzo |
Il manuale VQC5000 di SMC identifica i corpi estranei presenti nell’aria di alimentazione come causa dell’aumento delle perdite interne e invita a sostituire la valvola e pulire l’alimentazione dell’aria. Lo stesso manuale considera fissaggi allentati, guarnizioni intrappolate, danni ai raccordi e perdite dal manifold come fenomeni distinti. Questa separazione evita di classificare ogni sintomo di perdita d’aria come «tenute usurate».
Consultare la guida all’analisi dei guasti dovuti alla contaminazione delle valvole per correlare la posizione dei residui con il tratto interessato del cursore, la sede della valvola, la restrizione del pilotaggio o il percorso di scarico. La sola dimensione delle particelle non dimostra il nesso causale.
Confrontare le misure con la specifica esatta della valvola
Gli esempi pubblicati da SMC vanno da 1 cm³/min per un tipo costruttivo della valvola per aria VX2 a circa 200 Ncc per porta a 0,5 MPa per un modello VQC5000 con tenuta metallica (SMC VX2; SMC VQC5000V). Questa differenza dimostra perché le regole basate sulla percentuale della portata nominale non sono affidabili.
Prima di accettare o scartare una valvola, verificare ogni voce seguente:
- codice del modello
- codice dell’opzione e materiale della tenuta
- costruzione a cursore, otturatore, membrana o tenuta metallica riportata nel catalogo
- posizione comandata, posizione senza alimentazione, stato dell’azionamento manuale e condizione del pilotaggio
- coppia di porte provata e direzione del flusso
- pressione di alimentazione, pressione a valle e pressione differenziale nei punti di misura
- temperatura ambiente e temperatura del fluido
- riferimento della portata normalizzata, per esempio ANR, insieme alle condizioni di riferimento e alla base delle unità dichiarate nel catalogo
- condizione di accettazione per prodotto nuovo, prova di durata o servizio, insieme a campo, risoluzione, incertezza e stato di taratura dello strumento, tempo di stabilizzazione e data di consultazione della specifica di riferimento
Il catalogo VX2 specifica che i valori di perdita sono rilevati a 20 °C e, per la versione per aria indicata, entro un intervallo definito di pressione differenziale. Applicare quel valore a un’altra famiglia di valvole, temperatura, materiale o condizione di prova significa eliminare le condizioni che gli conferiscono validità. La ISO 19973-2:2015 fornisce procedure di prova e metodi di rendicontazione per l’affidabilità delle valvole pneumatiche direzionali, oltre a specificare apparecchiature di prova e livelli di soglia; la norma è stata nuovamente confermata nel 2026 (ISO 19973-2). Non trasforma però il limite di un modello di un fornitore in una soglia di manutenzione universale. Descrivere il percorso misurato in modo esplicito: «perdita P-A con la valvola non alimentata», «perdita B-EB nello stato comandato» oppure «perdita esterna dalla guarnizione del manifold». Una singola voce denominata «perdita valvola» non può essere riprodotta né confrontata dopo la riparazione.
Correggere la causa e verificare nuovamente lo stesso stato di prova
La ISO 8573-1 classifica la purezza dell’aria compressa rispetto a 3 gruppi principali di contaminanti: particelle, acqua e olio (ISO 8573-1:2010). Per esempio, una scheda tecnica Festo di una valvola direzionale specifica aria di esercizio e pilotaggio conforme alla classe [7:4:4] della ISO 8573-1, dimostrando che la qualità dell’aria richiesta dipende dal prodotto e dall’applicazione specifici (scheda tecnica della valvola Festo, 2026).
L’azione correttiva deve intervenire sia sul componente guasto sia sulla condizione che ha prodotto il guasto:
| Causa confermata | Azione correttiva | Evidenza di verifica |
|---|---|---|
| Corpo estraneo sul cursore o sulla sede | sostituire o manutenere come consentito; correggere filtrazione, detriti nelle tubazioni o fonte d’ingresso | campione pulito al punto di utilizzo e ripetizione della prova di perdita sul percorso specifico |
| Tenuta gonfia o aggredita chimicamente | scegliere una valvola e un materiale di tenuta compatibili; eliminare il fluido incompatibile | registrazione del materiale e perdita stabile alla temperatura di esercizio |
| Alesaggio rigato, sede danneggiata o tenuta metallica usurata | sostituire la valvola o il gruppo interno approvato | portata finale misurata inferiore al limite del modello |
| Pressione pilota insufficiente o scarico pilota ostruito | ripristinare alimentazione e capacità di scarico del pilotaggio | commutazione completa nella condizione minima di esercizio |
| Guarnizione del manifold danneggiata o errore di assemblaggio | sostituire la guarnizione e assemblare secondo la procedura documentata | assenza di perdite esterne all’interfaccia |
| Trafilamento dal pistone del cilindro | riparare o sostituire l’attuatore, non la valvola | la prova della sola valvola è conforme e quella del solo cilindro conferma la riparazione |
Non assegnare una classe di filtrazione universale. Verificare il requisito di qualità dell’aria della valvola, la portata al punto d’uso, la caduta di pressione ammissibile, il controllo dell’acqua, la politica di lubrificazione e la fonte della contaminazione. La guida ISO alla qualità dell’aria compressa spiega perché le classi relative a particelle, acqua e olio devono essere specificate separatamente.
La verifica deve riprodurre lo stato del guasto originario. Utilizzare la stessa posizione della valvola, la stessa coppia di porte, pressione, temperatura, tempo di permanenza, strumento e perimetro a valle. Se la prova iniziale misurava il flusso B-EB e quella finale registra soltanto la pressione di alimentazione, la riparazione non è stata verificata rispetto all’evidenza originaria.
Conservare un verbale sintetico del guasto che includa codice prodotto, ore di servizio o cicli se noti, condizione di qualità dell’aria, sintomo, percorso della perdita misurato, evidenza della causa principale, azione correttiva e risultato finale. In questo modo un intervento di sostituzione diventa un dato utile per individuare problemi ricorrenti di contaminazione, assemblaggio o applicazione.
Domande frequenti sulle perdite interne nelle valvole: cosa deve chiedere il personale di manutenzione?
Il manuale SMC VQC5000 considera normale una perdita di circa 200 Ncc per porta a 0,5 MPa per una specifica costruzione con tenuta metallica, mentre il catalogo VQ20/30 indica 15 cm³/min o meno (SMC VQC5000V; SMC VQ20/30). Le risposte seguenti utilizzano quindi limiti specifici del modello e perimetri controllati.
Il flusso d’aria da una porta di scarico dimostra che la valvola è guasta?
No. SMC documenta un circuito a 5 vie nel quale il trafilamento dal pistone del cilindro può inviare aria dalla porta B alla porta EA attraverso la valvola. Verificare comando e pressioni delle porte, quindi separare l’attuatore con l’attrezzatura approvata. Un flusso persistente allo scarico durante la prova della sola valvola costituisce un’evidenza più solida del semplice rumore avvertito sulla macchina assemblata.
Quale perdita interna è accettabile in una valvola?
Utilizzare la specifica del modello esatto e le relative condizioni di prova. Gli esempi pubblicati da SMC includono 1 cm³/min, 15 cm³/min e circa 200 Ncc per porta per costruzioni e condizioni differenti. Una percentuale della portata nominale o un unico limite aziendale per il decadimento della pressione non possono sostituire porta, pressione, temperatura e stato della valvola indicati per il prodotto.
Una prova di decadimento della pressione può identificare da sola una perdita interna nella valvola?
No. Il decadimento della pressione dimostra che l’aria è uscita da un volume isolato noto. Non consente di distinguere un percorso interno alla valvola, un trafilamento nel cilindro, una perdita da un raccordo o una variazione di pressione dovuta alla temperatura, a meno che questi confini alternativi non siano controllati. Convertire il decadimento in una stima della portata solo dopo aver registrato volume, riferimento di pressione, temperatura, tempo trascorso e ogni componente collegato.
Una valvola pneumatica che perde deve essere riparata o sostituita?
Seguire le indicazioni di manutenzione del costruttore. Per alcune valvole sono disponibili kit approvati per cursore, tenute, pilotaggio o guarnizioni; altre sono gruppi da sostituire integralmente. Sostituire una valvola con alesaggio rigato, sede danneggiata o non manutenibile. Una riparazione è giustificabile solo quando il percorso della perdita è confermato, esistono ricambi e istruzioni approvati e, al termine, viene superata la stessa prova di accettazione.
Come si può confermare che la contaminazione è la causa principale?
Collegare il residuo al punto guasto. L’impronta di una particella sulla sede, una rigatura direzionale su un tratto del cursore o detriti che ostruiscono un passaggio pilota sono evidenze più solide di un semplice filtro sporco. Conservare la posizione, confrontare i campioni a monte, identificare il materiale quando necessario e ripetere la prova di perdita sul percorso specifico dopo aver corretto la fonte.
Fonti e riferimenti tecnici
- SMC, FAQ sulle elettrovalvole a 3/4/5 vie: spiega perché il flusso allo scarico può provenire da una perdita interna del cilindro. Consultato il 22/07/2026.
- SMC, manuale operativo VQC5000V: perdite specifiche delle tenute metalliche, guasti del manifold e ricerca guasti dovuti alla contaminazione. Consultato il 22/07/2026.
- SMC, catalogo VQ20/30: limiti di perdita interna ed esterna per la famiglia di valvole per aria secca indicata. Consultato il 22/07/2026.
- SMC, catalogo delle valvole per aria VX2: portate di perdita specifiche per costruzione e condizioni di riferimento. Consultato il 22/07/2026.
- SMC, manuale operativo VXZS: tabella di cause e contromisure per le perdite interne. Consultato il 22/07/2026.
- ISO 4414:2010, Pneumatica: regole generali e requisiti di sicurezza: campo di applicazione relativo a sicurezza e manutenzione degli impianti pneumatici. Consultata il 22/07/2026.
- ISO 19973-2:2015, Valutazione dell’affidabilità dei componenti mediante prove: valvole direzionali: procedure di prova dell’affidabilità, apparecchiature, soglie e rendicontazione. Consultata il 22/07/2026.
- ISO 8573-1:2010, Aria compressa: contaminanti e classi di purezza: classificazione della purezza per particelle, acqua e olio. Consultata il 22/07/2026.
- OSHA, 29 CFR 1910.147: controllo delle energie pericolose e della pressione pneumatica residua. Consultata il 22/07/2026.
- Festo, scheda tecnica dell’elettrovalvola per aria 534560: classe specifica per modello dell’aria di esercizio e pilotaggio. Consultata il 22/07/2026.