Sappiamo che una tenuta meccanica dovrebbe funzionare finché il carbonio non si consuma, ma la nostra esperienza ci dimostra che questo non accade mai con la tenuta originale installata nella pompa. Acquistiamo una nuova tenuta meccanica costosa e anche questa non si usura. Quindi, la nuova tenuta è stata uno spreco di denaro?
Non proprio. Qui stai facendo qualcosa che sembra logico, stai cercando di risolvere il problema della guarnizione acquistandone una diversa, ma è come cercare di ottenere una buona verniciatura su un'automobile comprando una buona marca di vernice.
Se voleste ottenere una buona verniciatura su un'automobile, dovreste fare quattro cose: preparare la carrozzeria (riparazione del metallo, rimozione della ruggine, carteggiatura, mascheratura, ecc.); acquistare una buona marca di vernice (non tutte le vernici sono uguali); applicare la vernice correttamente (con la giusta pressione dell'aria, senza gocciolamenti o colature e carteggiando frequentemente tra la mano di primer e quella di finitura); e prendervi cura della vernice dopo l'applicazione (lavarla, lucidarla e riporla in garage).
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Se si seguono correttamente questi quattro passaggi, quanto può durare una verniciatura su un'automobile? Ovviamente per anni. Basta uscire e osservare le auto che passano per rendersi conto di chi non segue queste quattro indicazioni. Anzi, è talmente raro che quando vediamo un'auto d'epoca in buone condizioni, la ammiriamo con stupore.
Per garantire una buona durata di vita alle foche sono necessari quattro passaggi. Dovrebbero essere ovvi, ma analizziamoli comunque.
Preparare la pompa per la guarnizione: questa è la lavorazione della carrozzeria.
Acquista una buona guarnizione: la buona vernice
Installare correttamente la guarnizione – applicare correttamente la vernice
Applicare il controllo ambientale corretto se necessario (e probabilmente lo è) – lavare e incerare
Esamineremo ciascuno di questi argomenti in dettaglio e, si spera, inizieremo ad aumentare la durata delle nostre tenute meccaniche fino al punto in cui la maggior parte di esse si usurerà. Queste informazioni si riferiscono alle pompe centrifughe, ma possono essere applicate anche a quasi tutti i tipi di apparecchiature rotanti, inclusi miscelatori e agitatori.
Preparare la pompa per la guarnizione
Per la preparazione è necessario eseguire un allineamento tra la pompa e il motore utilizzando un allineatore laser. Un adattatore con telaio a "C" o a "D" è una scelta ancora migliore.
In seguito, si procede al bilanciamento dinamico del gruppo rotante, operazione che può essere eseguita utilizzando la maggior parte delle apparecchiature di analisi delle vibrazioni; tuttavia, se non si dispone del programma necessario, è consigliabile contattare il fornitore. È fondamentale assicurarsi che l'albero non sia piegato e che la rotazione avvenga tra i centri.
È consigliabile evitare le boccole dell'albero, poiché un albero pieno ha meno probabilità di flettersi ed è molto migliore per una tenuta meccanica, e cercare di ridurre le sollecitazioni sui tubi ovunque sia possibile.
Se la temperatura del prodotto è superiore a 100 °C, utilizzare una pompa con design "a linea centrale", in quanto ciò ridurrà alcuni problemi di sollecitazione delle tubazioni in corrispondenza della pompa. Inoltre, utilizzare pompe con un basso rapporto lunghezza albero/diametro. Questo è estremamente importante per le pompe a funzionamento intermittente.
Utilizzate una tenuta a premistoppa sovradimensionata, evitate le forme coniche e assicuratevi che la guarnizione abbia spazio sufficiente. Cercate di rendere la superficie della tenuta a premistoppa il più perpendicolare possibile all'albero, operazione che può essere eseguita con appositi utensili di spianatura, e riducete le vibrazioni utilizzando tutte le tecniche a vostra disposizione.
È fondamentale evitare che la pompa vada in cavitazione, poiché le superfici di tenuta si apriranno improvvisamente e potrebbero danneggiarsi. Il colpo d'ariete può verificarsi anche in caso di interruzione di corrente durante il funzionamento della pompa, quindi è necessario adottare misure preventive per evitare questi problemi.
Quando si prepara la pompa per l'installazione della guarnizione, è necessario verificare alcuni aspetti, tra cui: che la massa del basamento della pompa/motore sia almeno cinque volte la massa dei componenti che vi poggiano sopra; che vi siano dieci diametri di tubo tra l'aspirazione della pompa e il primo gomito; e che la piastra di base sia in piano e fissata con malta.
Regolare la girante aperta per ridurre le vibrazioni e i problemi di ricircolo interno, assicurarsi che i cuscinetti siano adeguatamente lubrificati e che acqua e solidi non penetrino nella cavità del cuscinetto. È inoltre consigliabile sostituire le guarnizioni a grasso o a labbro con guarnizioni a labirinto o a superficie.
Assicurati di evitare le linee di ricircolo di mandata collegate alla tenuta stagna; nella maggior parte dei casi, il ricircolo di aspirazione è preferibile. Se la pompa è dotata di anelli di usura, verifica anche il loro gioco.
Le ultime operazioni da eseguire nella preparazione della pompa consistono nell'assicurarsi che le parti a contatto con il fluido siano realizzate con materiali resistenti alla corrosione, poiché i detergenti e i solventi presenti nelle tubazioni a volte causano problemi imprevisti per il progettista.
Sigillare quindi eventuali perdite d'aria sul lato di aspirazione della pompa e rimuovere l'aria eventualmente intrappolata nella voluta.
Acquista una buona guarnizione
Utilizzate guarnizioni a bilanciamento idraulico che garantiscano la tenuta sia in pressione che in vuoto e, se intendete utilizzare un elastomero per la guarnizione, cercate di usare un O-ring. La forma è la migliore per molte ragioni, ma evitate che venga sottoposto a una forza elastica, altrimenti non si fletterà né si piegherà correttamente.
È inoltre consigliabile utilizzare guarnizioni anti-fretting, poiché l'usura da sfregamento dell'albero è una delle principali cause di guasto prematuro delle guarnizioni.
Le guarnizioni fisse (in cui le molle non ruotano con l'albero) sono migliori delle guarnizioni rotanti (in cui le molle ruotano) per la tenuta contro le emissioni fuggitive e altri fluidi. Se la guarnizione ha molle piccole, è importante tenerle lontane dal fluido, altrimenti si ostruiranno facilmente. Esistono molti modelli di guarnizioni che presentano questa caratteristica anti-intasamento.
Una superficie di tenuta ampia e dura è eccellente per il movimento radiale che si osserva nelle applicazioni di miscelazione e per le guarnizioni che sono fisicamente posizionate a grande distanza dai cuscinetti.
Sarà inoltre necessario un qualche tipo di smorzamento delle vibrazioni per le guarnizioni a soffietto metalliche ad alta temperatura, poiché queste sono prive dell'elastomero che normalmente svolge tale funzione.
Utilizzate design che mantengano il fluido di tenuta sul diametro esterno della guarnizione, altrimenti la forza centrifuga spingerà i solidi nelle superfici lappate e ne limiterà il movimento quando il carbonio si usura. Dovreste inoltre utilizzare carbonio non caricato per le superfici di tenuta, poiché è il tipo migliore e il costo non è eccessivo.
Inoltre, assicuratevi di saper identificare tutti i materiali di tenuta, perché è impossibile risolvere un problema con un "materiale misterioso".
Non lasciatevi convincere dal fornitore che il suo materiale è di sua proprietà; se questo è il suo atteggiamento, cercate un altro fornitore o produttore, altrimenti vi meriterete tutti i problemi che vi capiteranno.
Cercate di tenere gli elastomeri lontani dalla superficie di tenuta. L'elastomero è la parte della guarnizione più sensibile al calore e la temperatura è massima proprio in corrispondenza delle superfici di contatto.
Qualsiasi prodotto pericoloso o costoso deve essere sigillato con doppie guarnizioni. Assicuratevi che l'equilibrio idraulico sia presente in entrambe le direzioni, altrimenti rischiate che una delle guarnizioni si apra in caso di inversione o picco di pressione.
Infine, se il progetto prevede l'inserimento di carbonio pressato in un supporto metallico, assicurarsi che il carbonio sia stato pressato e non "ristretto". Il carbonio pressato si deforma per adattarsi alle irregolarità del supporto metallico, contribuendo a mantenere piatte le superfici lappate.
Installare correttamente la guarnizione
Le guarnizioni a cartuccia sono l'unico tipo di tenuta sensato se si desidera effettuare regolazioni della girante, e sono molto più facili da installare perché non è necessario un disegno tecnico né effettuare misurazioni per ottenere il corretto carico frontale.
Le cartucce a doppia guarnizione dovrebbero avere un anello di pompaggio incorporato ed è consigliabile utilizzare un fluido tampone (a pressione inferiore) tra le guarnizioni, ove possibile, per evitare problemi di diluizione del prodotto.
Evitare l'utilizzo di qualsiasi tipo di olio come fluido tampone a causa del suo basso calore specifico e della sua scarsa conduttività.
Durante l'installazione, mantenere la guarnizione il più vicino possibile ai cuscinetti. Di solito c'è spazio per spostare la guarnizione fuori dalla scatola di tenuta e quindi utilizzare l'area della scatola di tenuta come boccola di supporto per contribuire a stabilizzare l'albero rotante.
A seconda dell'applicazione, sarà necessario decidere se questa boccola di supporto debba essere trattenuta assialmente.
Le guarnizioni divise sono inoltre adatte a quasi tutte le applicazioni che non richiedono doppie guarnizioni o la tenuta alle emissioni fuggitive (perdite misurate in parti per milione).
Le guarnizioni divise sono l'unico tipo di guarnizione che si dovrebbe utilizzare sulle pompe a doppio attacco; in caso contrario, sarà necessario sostituire entrambe le guarnizioni anche se solo una si è guastata.
Consentono inoltre di sostituire le guarnizioni senza dover riallineare il motore della pompa.
Non lubrificare le superfici di tenuta durante l'installazione ed evitare che corpi solidi entrino in contatto con le superfici lappate. Se sulle superfici di tenuta è presente un rivestimento protettivo, assicurarsi di rimuoverlo prima dell'installazione.
Se si tratta di una guarnizione a soffietto in gomma, è necessario un lubrificante speciale che ne garantisca l'adesione all'albero. Normalmente si tratta di un fluido a base di petrolio, ma è consigliabile verificare con il fornitore. Le guarnizioni a soffietto in gomma richiedono inoltre una finitura superficiale dell'albero non superiore a 40 RMS, altrimenti la gomma avrà difficoltà ad aderire all'albero.
Infine, in caso di installazione verticale, assicurarsi di sfiatare la camera di tenuta in corrispondenza delle superfici di tenuta. Potrebbe essere necessario installare questo sfiato se il produttore della pompa non lo ha previsto.
Molte guarnizioni a cartuccia hanno uno sfiato integrato che può essere collegato all'aspirazione della pompa o a un altro punto a bassa pressione del sistema.
Abbi cura del sigillo
L'ultimo passo per garantire una lunga durata alle guarnizioni è prendersene cura costantemente. Le guarnizioni prediligono l'utilizzo con un liquido lubrificante fresco e pulito e, sebbene raramente si abbia a disposizione un liquido di questo tipo, è possibile applicare un controllo ambientale nella zona della camera di tenuta per trasformare il prodotto in una condizione adatta.
Se si utilizza una premistoppa con camicia, assicurarsi che la camicia sia pulita. La condensa o il vapore sono i fluidi migliori da far circolare attraverso la camicia.
Provate a installare una boccola in carbonio all'estremità della premistoppa, che fungerà da barriera termica e contribuirà a stabilizzare la temperatura della premistoppa stessa.
Il lavaggio è il metodo di controllo ambientale più efficace, poiché provoca la diluizione del prodotto, ma se si utilizza la guarnizione corretta non sarà necessario un lavaggio frequente. Quattro o cinque galloni all'ora (notate che ho detto all'ora e non al minuto) dovrebbero essere sufficienti per quel tipo di guarnizione.
È inoltre necessario mantenere il fluido in movimento nella camera di tenuta per evitare un accumulo di calore. Il ricircolo dell'aspirazione rimuoverà i solidi più pesanti del prodotto che si sta sigillando.
Poiché questa è la condizione più comune per i fanghi, utilizzate il ricircolo per aspirazione come standard. Inoltre, imparate quando non doverlo utilizzare.
Il ricircolo dello scarico consente di aumentare la pressione nella camera di tenuta per impedire la vaporizzazione del fluido tra le superfici lappate. Evitare di dirigere il getto di ricircolo direttamente sulle superfici lappate, poiché potrebbe danneggiarle. Se si utilizza un soffietto metallico, il getto di ricircolo può agire come una sabbiatrice e tagliare le sottili lamelle del soffietto.
Se il prodotto è troppo caldo, raffreddare la zona della premistoppa. È importante ricordare che questi controlli ambientali sono spesso più importanti quando la pompa è ferma, perché le temperature di mantenimento e il raffreddamento a fine ciclo possono modificare drasticamente la temperatura della premistoppa, causando un cambiamento di stato del prodotto.
Per i prodotti pericolosi sarà necessario un premistoppa di tipo API se si sceglie di non utilizzare doppie guarnizioni. La boccola di sicurezza, parte della configurazione API, proteggerà la guarnizione da danni fisici in caso di rottura di un cuscinetto durante il funzionamento della pompa.
Assicurarsi che i collegamenti API siano eseguiti correttamente. È facile confondere le quattro porte e inserire la linea di lavaggio o di ricircolo nella porta di spegnimento.
Evitate di immettere troppo vapore o acqua attraverso il raccordo di tempra, altrimenti penetreranno nella scatola del cuscinetto. Le perdite dal raccordo di scarico vengono spesso scambiate dagli operatori per un guasto alla guarnizione. Assicuratevi che conoscano la differenza.
Implementazione di questi suggerimenti di tenuta
Qualcuno fa mai tutte queste quattro cose? Purtroppo no. Se lo facessimo, l'85 o il 90% delle nostre guarnizioni si usurerebbe, invece del 10 o 15 percento attuale. La guarnizione che si guasta prematuramente, pur avendo ancora molta superficie di contatto con il carbonio, rimane la norma.
La scusa più comune che sentiamo per giustificare la scarsa durata delle nostre guarnizioni è che non c'è mai tempo per fare le cose per bene, seguita dal cliché "Ma c'è sempre tempo per rimediare". La maggior parte di noi esegue uno o due dei passaggi necessari e sperimenta un aumento della durata delle guarnizioni. Non c'è niente di male in un aumento della durata delle guarnizioni, ma questo è ben diverso dall'usurarle completamente.
Pensateci un attimo. Se la guarnizione dura un anno, quanto grave può essere il problema? La temperatura non può essere troppo alta né la pressione eccessiva. Se così fosse, la guarnizione non si romperebbe in un anno. Per lo stesso motivo, il prodotto non può essere troppo sporco.
Spesso scopriamo che il problema è semplice come un difetto di progettazione della guarnizione che usura l'albero, creando un percorso di perdita attraverso la boccola o l'albero danneggiati. Altre volte, la causa è il lavaggio annuale delle tubazioni, e nessuno sta modificando i materiali delle guarnizioni per far fronte a questa minaccia per i componenti di tenuta.
Data di pubblicazione: 25 agosto 2023