Le tenute meccaniche possono funzionare a secco

Come le guarnizioni meccaniche si basano sulla lubrificazione

Il corretto funzionamento delle tenute meccaniche si basa in gran parte sulla presenza di un sottile film di fluido tra le facce della tenuta. Questo film di fluido, in genere il mezzo pompato stesso o un fluido di barriera, funge da lubrificante per ridurre l'attrito e la generazione di calore tra le facce della tenuta stazionaria e rotante. Senza una lubrificazione adeguata, le tenute meccaniche possono surriscaldarsi rapidamente e guastarsi, causando costosi tempi di fermo e riparazioni.

I rischi del funzionamento a secco delle tenute meccaniche

Calore eccessivo e attrito causati dalla mancanza di lubrificazione

Quando una tenuta meccanica funziona a secco, l'assenza di una pellicola di fluido lubrificante provoca un contatto diretto tra le facce della tenuta. Questo contatto metallo-metallo genera un attrito e un calore significativi, che possono rapidamente raggiungere livelli distruttivi. Il calore eccessivo non solo danneggia le facce della tenuta, ma può anche causare una distorsione termica, alterando le proprietà geometriche dei componenti di tenuta e compromettendone la capacità di mantenere una tenuta adeguata.

Usura rapida e danni alle superfici di tenuta (crepe, rigature, vaiolature)

La combinazione di elevato attrito e calore risultante dal funzionamento a secco accelera l'usura delle facce della tenuta meccanica. Senza lubrificazione, le facce della tenuta sono sottoposte a forte stress, che porta a crepe superficiali, rigature e vaiolature. Queste imperfezioni superficiali interrompono ulteriormente la capacità di tenuta delle facce, consentendo il verificarsi di perdite. Il degrado delle superfici di tenuta è spesso irreversibile, rendendo necessaria la costosa sostituzione della tenuta.

Perdite e guasto prematuro della guarnizione

Man mano che le superfici di tenuta si deteriorano a causa del funzionamento a secco, la probabilità di perdite di fluido aumenta in modo significativo. Le superfici di tenuta danneggiate non forniscono più una barriera di tenuta efficace, consentendo al fluido di processo di fuoriuscire dal sistema. Le perdite non solo comportano la perdita di prodotto prezioso o la contaminazione dell'ambiente, ma pongono anche rischi per la sicurezza, in particolare quando si ha a che fare con fluidi pericolosi o infiammabili. Un guasto prematuro della tenuta dovuto al funzionamento a secco può comportare tempi di fermo non programmati, maggiori costi di manutenzione e potenziali conseguenze per l'ambiente e la sicurezza.

Le guarnizioni meccaniche possono tollerare il funzionamento a secco?

Mentre la maggior parte delle tenute meccaniche sono progettate per funzionare con una pellicola di fluido lubrificante, alcune tenute specializzate sono progettate per resistere a brevi periodi di funzionamento a secco. Queste tenute in genere incorporano materiali avanzati, come rivestimenti in carburo di silicio o carbonio tipo diamante, che hanno coefficienti di attrito inferiori e una maggiore resistenza al calore rispetto ai materiali tradizionali delle superfici di tenuta. Tuttavia, anche queste tenute specializzate hanno delle limitazioni e non sono pensate per un funzionamento a secco prolungato.

Cause comuni di funzionamento a secco

• Avviamento improprio della pompa: Avviare una pompa senza accertarsi che sia correttamente adescata e riempita di fluido può causare il funzionamento a secco.
• Fornitura di liquidi inadeguata: Se l'alimentazione del fluido pompato è interrotta o insufficiente, la tenuta meccanica potrebbe funzionare a secco.
• Cavitazione:Si verifica quando la pressione del fluido scende al di sotto della sua pressione di vapore, formando bolle di vapore che collassano in prossimità delle superfici di tenuta, causando erosione e portando al funzionamento a secco.
• Installazione non corretta della guarnizione: Un disallineamento o un'installazione non corretta della tenuta meccanica possono impedire la formazione di un adeguato film di fluido, con conseguente funzionamento a secco.
• Guasto del sistema di raffreddamento o di lavaggio della guarnizione: In caso di malfunzionamento del sistema di raffreddamento o di lavaggio della tenuta, la tenuta meccanica potrebbe non ricevere una lubrificazione adeguata.

Prevenire il funzionamento a secco delle guarnizioni meccaniche

• Assicurare l'adescamento della pompa: Assicurarsi sempre che la pompa sia correttamente adescata e riempita di fluido prima di avviarla. Questo può essere fatto utilizzando un sistema di adescamento o riempiendo manualmente il corpo della pompa con fluido.
• Installare sensori di protezione: Implementare sensori, come misuratori di portata o pressostati, per aiutare a rilevare bassi livelli di fluido o interruzioni dell'erogazione di fluido. Questi sensori possono essere collegati al sistema di controllo per arrestare automaticamente la pompa in caso di condizioni di funzionamento a secco.
• Utilizzare i piani Seal Flush: Utilizzare piani di lavaggio delle tenute, come API Plan 11, 13 o 32, per fornire un flusso continuo di fluido pulito e freddo alle superfici delle tenute meccaniche. Questi piani di lavaggio aiutano a mantenere la lubrificazione e a ridurre il rischio di funzionamento a secco.
• Gestione corretta della guarnizione: Assicurarsi che le guarnizioni meccaniche siano installate correttamente, con allineamento e impostazioni di coppia corretti. Eseguire una manutenzione regolare, comprese ispezioni e sostituzioni delle guarnizioni, se necessario. Seguire le linee guida del produttore per il funzionamento delle guarnizioni, comprese le procedure di avvio e arresto, per ridurre al minimo il rischio di funzionamento a secco.

Domande frequenti

Per quanto tempo una tenuta meccanica può funzionare a secco?

Il funzionamento a secco può causare gravi danni in pochi secondi. La maggior parte delle guarnizioni meccaniche si guastano in meno di 30 secondi senza una lubrificazione adeguata.