Come prevenire il funzionamento a secco delle pompe e i loro problemi

Introduzione

Il funzionamento a secco di pompe o di qualsiasi macchinario idraulico è estremamente dannoso per le apparecchiature e le riparazioni costano centinaia di dollari. Il più delle volte, l'usura offre solo la possibilità di sostituire la pompa se danneggiata dal funzionamento a secco. Per capirci meglio, il funzionamento a secco si verifica quando la pompa funziona senza il fluido necessario per la lubrificazione e il raffreddamento. Ciò causa surriscaldamento, usura dei componenti e, in definitiva, il guasto della pompa. Ciò può essere causato da livelli di fluido insufficienti, ostruzioni o cavitazione della pompa, oltre ad altre cause che approfondiremo in seguito.

Perché il funzionamento a secco delle pompe è un problema serio?

Il funzionamento a secco delle pompe è un problema serio perché causa danni eccessivi non solo alle pompe stesse, ma anche all'intero sistema che la pompa supporta. Lubrificanti e fluidi non solo ne riducono l'attrito, ma dissipano anche il calore delle pompe. Pertanto, quando la pompa funziona a secco, le perdite per attrito, l'usura di guarnizioni, cuscinetti e parti mobili aumentano, con conseguente aumento della generazione di calore e danni a guarnizioni e tenute. A causa di tutto ciò, le pompe si guastano.

Quali sono le cause del funzionamento a secco nei sistemi idraulici?

Esistono decine di cause per il funzionamento a secco delle pompe:

1. Innesco non corretto prima dell'avviamento
2. Problemi di intrappolamento o cavitazione dell'aria
3. Perdite nella linea di aspirazione o valvole difettose
4. Errore dell'operatore durante la manutenzione o la messa in servizio
5. Bassi livelli di fluido nel serbatoio
6. Sensori di livello o allarmi difettosi

Mancanza di lubrificazione

Tutti i macchinari rotanti, comprese le pompe (in particolare le pompe centrifughe), fanno affidamento sul fluido pompato per lubrificare i componenti interni, come guarnizioni e cuscinetti. In assenza di fluido lubrificante, l'attrito nelle pompe aumenta, con conseguente accumulo di calore; inoltre, con temperature eccessive oltre i parametri di progetto, le guarnizioni delle pompe possono bruciarsi o creparsi, causando ulteriori perdite e guasti delle pompe.

Surriscaldamento della pompa

Gli oli lubrificanti non si limitano a lubrificare, ma contribuiscono anche alla dissipazione del calore. In assenza di fluido che assorba e dissipi il calore, le parti interne della pompa, in particolare la girante e il corpo, possono surriscaldarsi. Ciò provoca un'espansione termica e può causare deformazioni o deformazioni, estremamente pericolose e in grado di danneggiare permanentemente il corpo e l'albero della pompa.

Danni alla guarnizione e alla girante

Le pompe sono inoltre dotate di tenute meccaniche particolarmente vulnerabili in caso di funzionamento a secco, poiché possono rompersi in pochi secondi. Inoltre, le giranti possono sfregare contro il corpo pompa, causando usura o rigature.

Rischio di cavitazione

La cavitazione è la presenza di vapori d'aria o bolle che collassano nelle pompe. Quando la pompa funziona a secco, l'aria può essere aspirata nel sistema, causando cavitazione. Ciò causa danni da corrosione e vibrazioni, che riducono ulteriormente l'efficienza e la durata delle pompe.

Funzionamento a secco momentaneo vs. prolungato delle pompe

La durata del funzionamento a secco delle pompe è direttamente correlata alla gravità dei problemi che può causare nel tempo. Esistono due situazioni di funzionamento a secco delle pompe: momentaneo e prolungato. Il funzionamento a secco momentaneo delle pompe, della durata di pochi secondi, può causare una lieve usura o un accumulo di calore, ma è spesso tollerabile in alcuni modelli di pompe se non frequente. Tuttavia, il funzionamento a secco prolungato, della durata di minuti o più, è estremamente dannoso, causando surriscaldamento, guasti alle guarnizioni, cavitazione e potenziale bruciatura della pompa.

Il funzionamento a secco momentaneo potrebbe non causare un guasto immediato, ma incidenti ripetuti o prolungati possono ridurre drasticamente la durata della pompa. Il funzionamento a secco prolungato provoca quasi sempre danni significativi e riparazioni costose.

Tipi di pompe interessate dal funzionamento a secco delle pompe

Differenze nella suscettibilità al funzionamento a secco in base alla progettazione e alle esigenze di lubrificazione:

Effetti e conseguenze del funzionamento a secco delle pompe

Gli effetti e le conseguenze del funzionamento a secco delle pompe possono comportare costi di riparazione molto più elevati e talvolta la sostituzione completa delle pompe. Tra gli effetti più dannosi del funzionamento a secco delle pompe figurano:

1. Danni meccanici quali rigature, abrasioni o grippaggi dei componenti interni.
2. Surriscaldamento della pompa dovuto al calore prodotto dall'attrito e dalla mancanza di lubrificazione.
3. Guasti di guarnizioni, rondelle e cuscinetti dovuti a riscaldamento e vibrazioni
4. Diminuzione dell'efficienza o guasto totale della pompa
5. Contaminazione del fluido idraulico da componenti degradati all'interno delle pompe e detriti

Rilevamento e segnali di avvertimento del funzionamento a secco delle pompe

Il funzionamento a secco delle pompe può essere rilevato tramite diversi segnali di avvertimento che indicano condizioni di funzionamento anomale.

1. Uno degli indicatori più comuni è un rumore insolito, come uno stridio, un lamento o uno sfregamento, causato dal contatto metallo su metallo dovuto alla mancanza di lubrificazione del fluido.
2. Un altro segnale è che potrebbero verificarsi cali di pressione o letture di pressione irregolari quando la pompa perde la capacità di mantenere un flusso adeguato. Questo è un segnale di possibile perdita di aspirazione.
3. Inoltre, l'aumento della temperatura nell'alloggiamento della pompa è un segnale critico, solitamente causato dall'attrito e dalla mancanza di raffreddamento del fluido.
4. Gli operatori potrebbero anche notare vibrazioni eccessive, che possono derivare da uno squilibrio dei componenti interni o da cavitazione.

Nel tempo, queste condizioni portano alla rapida usura delle guarnizioni, dei cuscinetti e di altre parti mobili, evidenziando l'importanza di una diagnosi precoce e di un intervento correttivo immediato.

Strategie di prevenzione

Il funzionamento a secco può essere prevenuto attraverso diverse strategie chiave:

1. La prima cosa da fare è seguire le corrette procedure di avviamento, come l'innesco e lo spurgo dell'aria.
2. Poi bisogna installare sensori di protezione dal funzionamento a secco che ti aiuteranno a sapere quando la pompa si sta asciugando, in modo da poter aggiungere olio o fluido per evitare il funzionamento a secco.
3. La terza cosa da fare è effettuare controlli di manutenzione regolari sui livelli dei fluidi e sull'integrità della linea di aspirazione. Se si dispone di sensori, è possibile valutare i dati provenienti dai sensori e intervenire tempestivamente.
4. Inoltre, l'implementazione di allarmi e interblocchi automatici per spegnere la pompa in caso di condizioni anomale può aiutare a prevenire gravi danni causati dal funzionamento a secco delle pompe.

Esempio pratico di funzionamento a secco di una pompa

Cerchiamo di capirlo con un esempio concreto. Un grande impianto di produzione di acciaio si affida a pompe idrauliche per azionare la sua macchina di colata continua. Se una delle pompe principali, responsabile della circolazione del fluido idraulico nell'oscillatore della lingottiera, si asciuga e passa inosservata, blocca l'intero processo di colata. Ciò probabilmente richiederà ore di fermo macchina non programmato e perdite di energia. un'enorme quantità di denaro e di ore di lavoro.

La produzione potrebbe essere interrotta per più di 36 ore, causando una perdita finanziaria significativa stimata in $150,000, inclusi tempi di fermo, riparazioni e sostituzione del fluido. Ulteriori dettagli saranno rivelati da un'indagine, ad esempio se il sensore era difettoso o se c'erano interblocchi di innesco.

Conclusione

Le pompe sono un componente essenziale delle attività industriali, indipendentemente dalla presenza o meno di sistemi idraulici. Inoltre, le pompe sono apparecchiature rotanti e devono essere lubrificate per ridurre al minimo l'usura da attrito. Il funzionamento a secco della pompa è la causa più comune di guasto, spesso ignorata o ritardata. Questo ritardo causa ingenti perdite di manutenzione e difficoltà operative. Con una corretta conoscenza della lubrificazione e di altri metodi preventivi, è possibile prevenire i guasti delle pompe e mantenere l'efficienza del sistema.

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