Come rilevare la cavitazione della pompa
Le pompe sono il cuore della maggior parte dei processi industriali e la seconda macchina più diffusa al mondo (dopo il motore elettrico). Poiché sono così comuni, le pompe vengono spesso trascurate come una potenziale fonte di miglioramento della produttività o causa di costi eccessivi se non vengono utilizzate correttamente.
Come con qualsiasi macchina, possono verificarsi alcuni problemi. Un problema comune nei sistemi di pompaggio è la cavitazione della pompa. La cavitazione della pompa causa una serie di problemi tra cui rumore eccessivo, vibrazioni e consumo di energia, per non parlare di gravi danni alla pompa stessa.
Quali sono le cause della cavitazione della pompa?
Immagina di pizzicare un tubo dell'acqua e l'acqua si muove più velocemente uscendo ma viene aerata e distribuita. Questo è ciò che accade con la cavitazione della pompa. È un fenomeno fisico che si verifica quando la pressione del liquido in entrata diventa inferiore alla pressione di vapore del liquido. Una riduzione della pressione è tipicamente causata dall'aumento della velocità del fluido. Quando la pressione del fluido sul lato di uscita della pala della girante (di fronte all'aspirazione della pompa) scende al di sotto del punto di vaporizzazione del fluido, iniziano a formarsi bolle di vapore. Quando le bolle/cavità si spostano verso il lato di mandata della pompa, spostandosi in un'area ad alta pressione, le cavità implodono. L'implosione o il collasso di queste bolle innescano intense onde d'urto all'interno della pompa, causando danni alla girante, vibrazioni e rumore eccessivo.
Queste onde d'urto possono causare danni meccanici alla girante e alla pompa, aumentando solo di gravità nel tempo e portando a potenziali guasti della pompa. I fattori che influiscono sul grado di compressione delle bolle di vapore sono la velocità e la forma della girante.
Quando si tratta di liquidi a temperature più elevate, il rischio che ciò si verifichi aumenta a causa dell'aumento della pressione del vapore.
Qual è la differenza tra testa morta e cavitazione?
Cavitazione della pompa e testa morta sono concetti simili ma tutt'altro che uguali.
Quando una pompa funziona senza flusso attraverso la pompa a causa di una valvola di scarico chiusa o di un blocco della linea, si è verificata una prevalenza morta. La pompa fa ricircolare la stessa acqua, facendo aumentare continuamente la temperatura dell'acqua. Se la pompa continua a funzionare troppo a lungo in una condizione di stallo, un riscaldamento eccessivo può danneggiare guarnizioni costose e ridurre la durata della pompa.
La direzione morta in una pompa centrifuga può causare esplosioni a causa dell'energia immessa nel liquido nella pompa. La sovrapressione idraulica e le possibili reazioni chimiche nella pompa possono anche essere causate da uno sforzo eccessivo di pressione. Gli stessi risultati possono essere causati dal funzionamento a secco della pompa per un periodo prolungato, che può portare alla cavitazione.
La prevalenza significa che la valvola di deflusso è aperta in modo che la pompa continui a far circolare lo stesso liquido più e più volte, il che può danneggiare il motore della pompa perché il liquido può diventare troppo caldo. La protezione a bassa potenza lavorerà per rilevare questa condizione e scatta per proteggere il motore.
La cavitazione è simile in quanto la protezione a bassa potenza la rileverà e farà scattare e proteggere anche il motore. Ma questa condizione significa che la pompa funziona a secco e non c'è liquido da pompare. Anche questo farà surriscaldare il motore.
Come sapere se una pompa sta cavitando
Quando si ha a che fare con la cavitazione della pompa, tenere presente che sono disponibili tecnologie e tecniche per rilevare, monitorare e prevenire la cavitazione della pompa.
I danni da cavitazione possono ridurre la durata della girante della pompa, delle tenute meccaniche, dei cuscinetti e possibilmente di altri componenti della pompa. In altre parole, ridurrà il tempo medio tra i guasti (MTBF), il che aumenterà i costi di manutenzione e i tempi di fermo della pompa.
Il modo più comune per identificare la cavitazione della pompa è attraverso il suono o la vibrazione. C'è un suono udibile simile al crepitio che può essere udito quando ciò si verifica. A causa dello scoppio delle bolle di vapore, la pompa subisce una maggiore vibrazione, che può anche essere osservata.
Altri modi per identificare la cavitazione della pompa sono il rilevamento della temperatura o della potenza sul motore fuoribordo. La cavitazione della pompa significa che c'è poco o nessun liquido da pompare mentre la pompa stessa continua. Il pompaggio a secco in questo modo, con l'aumento della pressione del vapore, provoca il surriscaldamento del motore, riducendo la durata del motore e causando potenzialmente danni alla girante e alla pompa stessa.
In alternativa, il motore fuoribordo di una pompa in cavitazione subirebbe un evento di bassa potenza.
Una volta identificato un evento, è importante identificare la causa della caduta di pressione e correggerla. Nella maggior parte dei casi, il problema può essere risolto semplificando la tubazione di aspirazione, rimuovendo quante più curve e valvole possibili:
Avvicinare la pompa alla fonte di fluido.
Pulire le tubazioni e rimuovere eventuali ostruzioni.
Aumentare il diametro della tubazione di aspirazione in modo da ridurre la velocità di ingresso.
È possibile eseguire la manutenzione di routine per evitare il verificarsi di cavitazione in futuro. La manutenzione consigliata include la revisione e la pulizia regolari dei filtri e dei filtri che conducono alle tubazioni.
In che modo il monitoraggio evita la cavitazione della pompa?
La maggior parte delle industrie utilizza pompe grandi e altamente complesse. Il guasto di queste pompe critiche potrebbe comportare costi di fermo macchina superiori a $ 200.000 al giorno in soli costi operativi, senza contare il costo della sostituzione delle apparecchiature a causa di danni. Pertanto, gli utenti tendono a monitorare da vicino queste pompe. Poiché la cavitazione può far implodere una pompa e comportare un grave rischio per la sicurezza, gli utenti sono sempre alla ricerca di soluzioni affidabili che consentano loro di prevederlo e prevenirlo.
Man mano che le onde d'urto delle bolle di vapore che scoppiano continuano, la temperatura del motore fuoribordo aumenterà. I relè di gestione del motore monitorano e scattano in base alle soglie di temperatura. Le protezioni possono variare dalla fonte di alimentazione in ingresso che alimenta il motore alla singola pompa o carico. I relè di gestione del motore forniscono un elevato livello di precisione di monitoraggio e protezione dell'alimentazione per l'intero sistema di alimentazione, massimizzando al contempo i tempi di attività.
Ascolta sempre Ben Franklin: "Un grammo di prevenzione vale un chilo di cura".
Prevenendo la cavitazione, gli utenti aumenteranno l'efficienza e la durata della pompa. Ricorda, la prevenzione vale la pena, quindi prenditi il tempo necessario per eseguire un programma di manutenzione completo e a lungo termine salverà gli utenti.