A tenuta meccanica In genere, il guasto avviene entro 10-30 secondi dal funzionamento a secco, sebbene alcuni modelli specializzati possano resistere fino a diversi minuti. Il tempo esatto di guasto dipende dai materiali delle superfici di tenuta, dalla velocità dell'albero, dalla temperatura e dalle condizioni di pressione. Senza una lubrificazione adeguata, il facce di foca generano calore estremo per attrito, causando danni immediati che portano a guasti catastrofici.
Perché le tenute meccaniche si rompono così rapidamente quando funzionano a secco?
Le tenute meccaniche si deteriorano rapidamente quando funzionano a secco, perché l'attrito tra le superfici di tenuta genera temperature superiori a 538 °C (1,000 °F) in pochi secondi. Questo calore intenso provoca la rottura, la deformazione o persino la saldatura delle superfici di tenuta.
Durante il normale funzionamento, una sottile pellicola di liquido (spessa appena 0.00002 pollici) separa le superfici di tenuta e dissipa il calore. Quando questa pellicola scompare, il contatto diretto tra le superfici rotanti e fisse crea problemi immediati.
Il danno avviene in tre fasi. Innanzitutto, la temperatura aumenta entro 2-3 secondi. Poi, lo shock termico provoca microfratture nei materiali duri come carburo di silicio o carburo di tungstenoInfine, le superfici di tenuta si rompono completamente oppure il materiale più morbido (solitamente carbonio) inizia a sciogliersi e a depositarsi sulla superficie più dura.
Quali fattori determinano per quanto tempo una guarnizione può sopravvivere al funzionamento a secco
Materiali della faccia di tenuta
I materiali delle superfici di tenuta fanno la differenza maggiore nella durata di funzionamento a secco. La combinazione di carburo di silicio e carburo di silicio può gestire le condizioni di funzionamento a secco meglio della maggior parte delle altre combinazioni, con una durata potenziale di 1-2 minuti a velocità inferiori. La combinazione di carbonio e ceramica o carburo di tungsteno in genere si rompe entro 10-20 secondi.
Velocità albero
La velocità dell'albero influisce direttamente sul tempo di guasto. Una guarnizione che gira a 3,600 giri/min si romperà circa quattro volte più velocemente di una a 1,800 giri/min. Velocità più elevate comportano maggiore attrito e un più rapido accumulo di calore.
Pressione del sistema
Anche la pressione del sistema gioca un ruolo fondamentale. Una pressione più elevata forza le superfici di tenuta a stringersi maggiormente, aumentando l'attrito. Una tenuta a 150 PSI potrebbe rompersi due volte più velocemente di una a 50 PSI.
Temperatura
Anche la temperatura prima dell'inizio del funzionamento a secco è importante. Se la guarnizione è già calda a causa del normale funzionamento, ha una minore capacità termica di assorbire il calore aggiuntivo dovuto al funzionamento a secco.
Domande frequenti
Qual è il tempo minimo assoluto in cui una tenuta meccanica standard può funzionare a secco?
La maggior parte delle tenute meccaniche standard mostra segni di danneggiamento entro 5-10 secondi dal funzionamento completamente a secco, mentre guasti catastrofici si verificano in genere entro 30 secondi a velocità e pressioni operative normali.
Aggiungere acqua può salvare una guarnizione che si sta asciugando?
Aggiungere acqua immediatamente (entro i primi 5 secondi) potrebbe evitare danni permanenti, ma lo shock termico dovuto all'aggiunta di liquido freddo alle superfici di tenuta calde può anche causare crepe, quindi è meglio arrestare prima l'apparecchiatura.
Qual è la differenza tra funzionamento a secco e funzionamento a vuoto?
Il funzionamento a secco significa funzionare senza liquido sulle superfici di tenuta, mentre il funzionamento a vuoto significa far funzionare una pompa con la valvola di scarico chiusa: entrambi possono danneggiare le tenute, ma il funzionamento a secco provoca guasti molto più rapidamente.
