Cosa succede quando le tenute meccaniche si guastano sulle pompe centrifughe

Le tenute meccaniche sono componenti critici nelle pompe centrifughe che impediscono la fuoriuscita del fluido pompato. Quando queste guarnizioni si guastano, possono verificarsi una serie di problemi che influiscono sulle prestazioni, sull'affidabilità e sulla longevità della pompa. In questo articolo esamineremo nel dettaglio le varie conseguenze che possono verificarsi a causa del guasto delle tenute meccaniche nelle pompe centrifughe.

Perdita di fluido pompato

Le perdite sono il problema più comune associato al guasto della tenuta meccanica e rappresentano oltre 40% di tutti i guasti alle tenute.

La funzione primaria di una tenuta meccanica è quella di impedire la fuoriuscita del fluido pompato dal corpo della pompa. Quando una tenuta si guasta, consente al fluido pompato di fuoriuscire, con conseguente riduzione dell'efficienza del pompaggio e potenziali rischi per la sicurezza. A seconda della natura del fluido pompato, le perdite possono anche causare danni ambientali o violare le normative.

Erosione della girante

La perdita di fluido da una tenuta meccanica guasta può causare l'erosione delle pale della girante. Quando il fluido fuoriesce dalla guarnizione danneggiata, spesso contiene particelle abrasive che nel tempo consumano il materiale della girante. Questa erosione riduce l'efficienza idraulica della girante, con conseguente diminuzione delle prestazioni della pompa.

L'erosione della girante è particolarmente problematica quando si pompano fanghi o liquidi con solidi in sospensione. Gli studi hanno rilevato che anche un piccolo aumento del gioco tra la girante e l'involucro dovuto all'erosione può ridurre l'efficienza della pompa di 2-5%. Nei casi più gravi, l'erosione della girante può portare al guasto completo della girante, richiedendo una costosa sostituzione.

Usura manica/albero

Oltre a colpire la girante, la perdita di fluido da una guarnizione guasta può anche causare l'usura dell'albero o del manicotto della pompa. Quando il fluido fuoriesce, può trasportare detriti e contaminanti che agiscono come abrasivi, consumando gradualmente la superficie dell'albero o del manicotto. Questa usura può creare scanalature, graffi o altre irregolarità che danneggiano le superfici di tenuta.

Scriccatura, ammaccatura, graffiatura dell'albero

Oltre all'usura graduale, il guasto della guarnizione può anche causare danni più gravi all'albero della pompa, come scheggiature, ammaccature o graffi profondi. Ciò si verifica generalmente quando le facce della tenuta si disallineano o si danneggiano, consentendo alle particelle dure di rimanere intrappolate tra le facce della tenuta e l'albero.

Mentre l'albero ruota, queste particelle intrappolate possono creare graffi profondi o segni di sgorbia sulla superficie dell'albero. Si possono formare ammaccature anche se detriti più grandi colpiscono l'albero con forza sufficiente. Questo tipo di danno può portare rapidamente al guasto della tenuta, poiché graffi e ammaccature forniscono percorsi di perdita per il fluido pompato.

Corrosione dell'albero della tenuta

Un guasto alla tenuta meccanica può esporre l'albero della pompa a fluidi corrosivi, con conseguente corrosione accelerata e degrado del materiale dell'albero. Molti fluidi pompati contengono sostanze chimiche che possono reagire con la metallurgia dell'albero, indebolendolo nel tempo.

La corrosione è particolarmente dannosa perché può estendersi oltre l'area di tenuta immediata, interessando una porzione più ampia dell'albero. Questo danno diffuso può complicare la riparazione dell'albero e potrebbe richiedere una sostituzione completa. La corrosione può anche aumentare la rugosità superficiale dell'albero, impedendo alla tenuta meccanica di raggiungere una tenuta ermetica anche se il danno visibile viene rimosso.

Lampeggiante o Acquaforte

Per i fluidi con punti di ebollizione bassi, le perdite della tenuta meccanica possono causare la rapida vaporizzazione del fluido poiché subisce una caduta di pressione dopo la fuoriuscita dalla pompa. Questa rapida vaporizzazione, nota come flashing o incisione, può usurare le facce della tenuta e riscaldare i componenti della tenuta, portando a guasti prematuri. Il lampeggiamento può anche creare temperature elevate localizzate che causano distorsioni termiche delle facce della tenuta, con conseguente ulteriore perdita.

Preoccuparsi

Lo sfregamento si verifica quando c'è movimento relativo tra i componenti della tenuta meccanica, spesso dovuto a installazione errata, scarsa lubrificazione o distorsione delle facce della tenuta. Questo movimento relativo provoca scivolamenti e attriti di piccola ampiezza tra le superfici, con conseguente usura e affaticamento.

Lo sfregamento può creare aree indebolite nelle facce della tenuta che sono soggette a fessurazioni e rotture. Può anche generare piccole particelle che contaminano le superfici di tenuta, aumentando l'abrasione e le perdite.

Vibrazioni e rumore eccessivi

Una tenuta meccanica difettosa può generare vibrazioni e rumore eccessivi, che spesso indicano problemi di fondo più gravi. Man mano che le facce della tenuta si consumano o si danneggiano, potrebbero perdere la loro superficie liscia e piatta, creando uno squilibrio che fa vibrare l'albero. Le perdite di fluido possono anche causare cavitazione, in cui la rapida formazione e il collasso delle bolle di vapore generano vibrazioni e rumore.

Arresto e tempi di inattività della pompa

In definitiva, il guasto della tenuta meccanica può portare al completo arresto della pompa e a tempi di fermo non pianificati. Quando una guarnizione si guasta in modo catastrofico, può causare danni secondari ad altri componenti della pompa, richiedendo riparazioni estese. In alcuni casi, il costo della riparazione di una pompa gravemente danneggiata può superare il costo della sostituzione.