Agli inizi del Novecento, all'incirca nello stesso periodo in cui le navi militari iniziavano a sperimentare i motori diesel, un'altra importante innovazione stava emergendo all'altra estremità della linea dell'albero dell'elica.
Nel corso della prima metà del ventesimo secolo iltenuta meccanica della pompaDivenne l'interfaccia standard tra il sistema di alberi all'interno dello scafo della nave e i componenti esposti al mare. La nuova tecnologia offriva un notevole miglioramento in termini di affidabilità e durata rispetto alle premistoppa e alle tenute a baderna che avevano dominato il mercato.
Lo sviluppo della tecnologia delle tenute meccaniche per alberi continua ancora oggi, con particolare attenzione al miglioramento dell'affidabilità, alla massimizzazione della durata del prodotto, alla riduzione dei costi, alla semplificazione dell'installazione e alla minimizzazione della manutenzione. Le tenute moderne si avvalgono di materiali, design e processi produttivi all'avanguardia, sfruttando inoltre la maggiore connettività e la disponibilità di dati per consentire il monitoraggio digitale.
Tenute meccaniche dell'alberoRappresentavano un notevole passo avanti rispetto alla tecnologia precedentemente dominante impiegata per impedire all'acqua di mare di entrare nello scafo attorno all'albero dell'elica. La premistoppa o baderna è costituita da un materiale intrecciato simile a una corda che viene stretto attorno all'albero per formare una tenuta. Ciò crea una tenuta forte consentendo al contempo la rotazione dell'albero. Tuttavia, la tenuta meccanica presentava diversi svantaggi che sono stati risolti.
L'attrito causato dalla rotazione dell'albero contro la guarnizione porta all'usura nel tempo, con conseguente aumento delle perdite fino a quando la guarnizione non viene regolata o sostituita. Ancora più costosa della riparazione della scatola di tenuta è la riparazione dell'albero dell'elica, che può essere danneggiato anche dall'attrito. Nel tempo, la guarnizione può usurare l'albero creando un solco, che potrebbe alla fine disallineare l'intero sistema di propulsione, rendendo necessario il bacino di carenaggio, la rimozione dell'albero e la sostituzione della boccola o addirittura la sostituzione dell'albero stesso. Infine, si verifica una perdita di efficienza propulsiva perché il motore deve generare più potenza per far ruotare l'albero contro la guarnizione a tenuta stagna, con conseguente spreco di energia e carburante. Questo non è trascurabile: per ottenere tassi di perdita accettabili, la guarnizione deve essere molto stretta.
La guarnizione a baderna rimane un'opzione semplice e affidabile, e si trova ancora spesso in molte sale macchine come sistema di riserva. In caso di guasto della tenuta meccanica, può consentire a una nave di completare la sua missione e tornare in porto per le riparazioni. Tuttavia, la tenuta meccanica a faccia terminale ha migliorato ulteriormente questo sistema, aumentando l'affidabilità e riducendo le perdite in modo ancora più drastico.
Prime guarnizioni meccaniche
La rivoluzione nella tenuta dei componenti rotanti è arrivata con la consapevolezza che la lavorazione meccanica della tenuta lungo l'albero – come avviene con le guarnizioni – non è necessaria. Due superfici – una rotante con l'albero e l'altra fissa – poste perpendicolarmente all'albero e premute insieme da forze idrauliche e meccaniche potevano formare una tenuta ancora più ermetica, una scoperta spesso attribuita all'ingegnere George Cooke nel 1903. Le prime tenute meccaniche applicate commercialmente furono sviluppate nel 1928 e utilizzate per pompe centrifughe e compressori.
Data di pubblicazione: 27 ottobre 2022