Tenuta meccanica doppia vs tenuta meccanica singola: qual è la differenza?

Cos'è una tenuta meccanica singola

Una tenuta meccanica singola è un tipo di tenuta costituita da un componente stazionario e uno rotante, con una faccia di tenuta. È il tipo più comune ed economico di tenuta meccanica utilizzata in pompe, miscelatori e altre apparecchiature rotanti. Il componente stazionario è generalmente costituito da un materiale duro come la ceramica, mentre il componente rotante è solitamente costituito da un materiale più morbido come il carbonio. Queste due superfici formano una superficie di tenuta piana ed anulare che impedisce la fuoriuscita del fluido di processo lungo l'albero rotante.

Le tenute meccaniche singole vengono utilizzate in un'ampia gamma di applicazioni, dalle pompe dell'acqua alle apparecchiature per il trattamento chimico. Si basano su una sottile pellicola di fluido tra le facce di tenuta per lubrificare e raffreddare le superfici di tenuta. Questo fluido può essere il fluido di processo stesso o una barriera esterna o un fluido tampone.

Cos'è una doppia tenuta meccanica

Una tenuta meccanica doppia, detta anche tenuta doppia, è costituita da due serie di facce di tenuta disposte in serie. Questa configurazione fornisce un ulteriore livello di sicurezza e affidabilità rispetto alle tenute meccaniche singole. In una disposizione a doppia tenuta, la tenuta primaria (interna) funziona come una tenuta singola convenzionale, mentre la tenuta secondaria (esterna) funge da riserva in caso di guasto della tenuta primaria.

Lo spazio tra le due tenute, chiamato camera tampone o barriera, è riempito con un fluido compatibile mantenuto ad una pressione superiore a quella del fluido di processo. Questa disposizione garantisce che eventuali perdite dalla tenuta primaria siano contenute all'interno della camera tampone e non fuoriescano nell'atmosfera.

Tipologie di Doppia Tenuta Meccanica

Esistono tre tipi principali di disposizioni di doppia tenuta meccanica:

Schiena contro schiena

In una disposizione schiena contro schiena, le due tenute sono orientate con le facce rotanti rivolte l'una verso l'altra. Il fluido tampone viene mantenuto a una pressione superiore a quella del fluido di processo, garantendo che eventuali perdite dalla tenuta primaria vengano convogliate nella camera tampone. Questa configurazione è adatta per applicazioni ad alta pressione e impedisce al fluido di processo di raggiungere l'atmosfera.

Faccia a faccia

Le doppie tenute faccia a faccia hanno le facce rotanti orientate l'una verso l'altra, con il fluido tampone tra di loro. Questa disposizione è meno comune della configurazione back-to-back e viene generalmente utilizzata in applicazioni con pressioni inferiori o quando il fluido di processo è compatibile con il fluido tampone.

Tandem

In una disposizione di tenuta tandem, le due tenute sono installate con le facce rotanti nella stessa direzione, rivolte verso il fluido di processo. Il fluido tampone viene mantenuto a una pressione inferiore rispetto al fluido di processo e qualsiasi perdita dalla tenuta primaria viene raccolta nella camera tampone. Le tenute tandem vengono utilizzate in applicazioni in cui il fluido di processo non è compatibile con il fluido tampone o quando il fluido tampone deve essere mantenuto pulito.

Fluidi barriera contro fluidi tampone

Il fluido utilizzato nello spazio tra le due tenute in una disposizione a doppia tenuta meccanica può essere un fluido barriera o un fluido tampone.

Fluido barriera

Un fluido barriera è un liquido pulito e compatibile mantenuto a una pressione superiore a quella del fluido di processo. Il suo scopo è quello di impedire al fluido di processo di raggiungere l'atmosfera fornendo una barriera fisica tra le due tenute. Il fluido barriera viene tipicamente fatto circolare attraverso un sistema separato con uno scambiatore di calore e dispositivi di controllo della pressione per mantenerne la temperatura e la pressione entro l'intervallo desiderato.

Fluido tampone

Un fluido tampone viene mantenuto a una pressione inferiore rispetto al fluido di processo. La sua funzione primaria è quella di raccogliere e contenere eventuali perdite dalla tenuta primaria, impedendo che raggiungano l'atmosfera. I fluidi tampone vengono spesso utilizzati quando il fluido di processo non è compatibile con il fluido barriera o quando il fluido barriera deve essere mantenuto pulito per il riutilizzo.

Quando utilizzare la doppia tenuta meccanica

Le tenute meccaniche doppie sono consigliate nelle seguenti situazioni:

1. Quando si maneggiano fluidi pericolosi, tossici o costosi in cui le perdite sono inaccettabili
2. In applicazioni con rigide normative ambientali o dove le emissioni devono essere ridotte al minimo
3. Per processi che richiedono un livello più elevato di sicurezza e affidabilità
4. In applicazioni ad alta pressione o alta temperatura in cui una singola tenuta potrebbe non fornire prestazioni di tenuta adeguate
5. Quando le conseguenze di un cedimento della tenuta sono gravi, come nell'industria chimica, petrolchimica o farmaceutica

Quando utilizzare la tenuta meccanica singola

Le tenute meccaniche singole sono adatte per un'ampia gamma di applicazioni e sono generalmente preferite nelle seguenti situazioni:

1. Quando si maneggiano fluidi non pericolosi e non tossici dove sono accettabili perdite minori
2. In applicazioni con requisiti di pressione e temperatura inferiori
3. Per processi in cui il costo di una doppia tenuta non è giustificato
4. In apparecchiature con spazio limitato per l'installazione della tenuta, poiché le tenute singole hanno un ingombro ridotto rispetto alle tenute doppie
5. Quando il fluido di processo è compatibile con i materiali della tenuta e non richiede protezione aggiuntiva