Quando tenuta meccanica funziona senza una corretta lubrificazione del liquido pompato, genera calore eccessivo e attrito che distrugge il facce di foca In pochi minuti o ore. È possibile individuare il funzionamento a secco attraverso cinque sintomi operativi chiave e cinque distinti schemi di danni visivi che emergono durante l'ispezione.
Segni di danni da funzionamento a secco mediante ispezione visiva
Rigature o scanalature concentriche
I danni da funzionamento a secco creano distintivi graffi circolari su entrambe le superfici di tenuta. Queste scanalature seguono il percorso di rotazione e assomigliano agli anelli di un disco in vinile. Si formano quando particelle dure o danneggiate materiale di tenuta rimane intrappolato tra le facce e agisce come carta vetrata.
Le scanalature misurano in genere da 0.001 a 0.010 pollici di profondità. Sono percepibili al tatto con l'unghia o visibili chiaramente sotto una buona illuminazione.
Questi segni di rigatura costituiscono danni permanenti. Una volta formati, le superfici di tenuta non riescono a garantire una tenuta efficace, anche se viene ripristinata una lubrificazione adeguata.
Facce scolorite o smaltate
Il calore estremo dovuto al funzionamento a secco modifica drasticamente l'aspetto delle superfici di tenuta. Le superfici in carbonio passano dal loro normale nero opaco a una finitura lucida, simile a uno specchio. Le superfici in carburo di silicio sviluppano ossidazioni color arcobaleno, simili a quelle dell'acciaio riscaldato.
La superficie smaltata è liscia al tatto, ma non sigilla correttamente. Il calore ha modificato la struttura del materiale a livello molecolare, distruggendone le proprietà sigillanti.
Spesso si nota una scoloritura graduale. Il centro potrebbe essere notevolmente scolorito, mentre i bordi esterni mostrano meno danni da calore.
Crepe radiali (controllo termico)
Lo stress termico provoca una rete di crepe che si irradiano verso l'esterno dal centro della superficie di tenuta. Queste crepe assomigliano a una ragnatela o a un parabrezza frantumato. Si verificano quando rapidi sbalzi di temperatura creano tensioni che superano la resistenza del materiale.
Il controllo del calore appare più comunemente su superfici dure come carburo di silicio o carburo di tungstenoLe crepe potrebbero essere sottilissime o abbastanza larghe da incastrare un'unghia.
Formazione di vesciche o vaiolature sulle facce in carbonio
Guarnizione in carbonio Le superfici sviluppano piccole bolle o crateri quando esposte a temperature di funzionamento a secco. Queste bolle si formano quando i leganti presenti nel carbonio vaporizzano e creano sacche di gas. Quando le bolle scoppiano, lasciano delle cavità che distruggono la superficie di tenuta.
Il danno appare simile a quello di una superficie metallica gravemente corrosa. Le cavità possono variare da piccole cavità a diversi millimetri di diametro.
Elastomeri bruciati o deformati
O-ring e guarnizioni mostrano evidenti danni da calore dopo il funzionamento a secco. I componenti in gomma diventano fragili, si screpolano o si disintegrano completamente. Potrebbero aderire alle superfici metalliche o lasciare residui simili a catrame.
Gli elastomeri deformati perdono la loro sezione trasversale circolare e si appiattiscono o si attorcigliano. Non riescono a garantire una tenuta secondaria adeguata anche se le superfici di tenuta primaria rimangono intatte.
Il danno spesso include un odore di gomma bruciata che persiste nell'alloggiamento della pompa. Potresti trovare pezzi di elastomero in tutto il camera di tenuta.
Sintomi operativi del funzionamento a secco
Surriscaldamento
L'area di tenuta della pompa diventa pericolosamente calda al tatto entro pochi minuti dal funzionamento a secco. Le normali tenute meccaniche sfruttano il liquido pompato per dissipare il calore generato dall'attrito tra le superfici rotanti e fisse. Senza questo raffreddamento, le temperature possono superare i 200 °C (400 °F) in meno di cinque minuti.
Noterai il calore irradiato dall'alloggiamento della guarnizione prima che compaiano altri sintomi. Il corpo della pompa vicino alla guarnizione potrebbe persino iniziare a fumare o emettere un odore di bruciato.
Rumori insoliti
Una guarnizione a secco produce un caratteristico stridio o stridio acuto. Questo rumore è dovuto allo sfregamento tra le superfici metalliche e quelle in carbonio, senza la sottile pellicola di liquido che normalmente le separa. Il suono è simile allo sfregamento delle unghie su una lavagna, ma più forte e costante.
Potresti anche udire rumori intermittenti come scoppiettii o scricchiolii. Questi si verificano quando le superfici di tenuta si separano momentaneamente a causa della distorsione termica, per poi sbattere di nuovo insieme.
Calo delle prestazioni (perdita di pressione/flusso)
La pressione e la portata della pompa diminuiscono significativamente quando la guarnizione si asciuga. Con il deterioramento delle superfici di tenuta, non riescono a mantenere la differenza di pressione tra il lato ad alta pressione della pompa e l'atmosfera. Questo crea un percorso di ricircolo interno che bypassa lo scarico della pompa.
Vedrai i manometri scendere costantemente, mentre i misuratori di portata mostrano una portata ridotta. La pompa potrebbe avere difficoltà a mantenere anche solo il 50% delle sue prestazioni nominali.
Maggiore assorbimento di potenza
Una tenuta stagna a secco fa sì che il motore della pompa lavori di più e assorba più corrente elettrica. L'attrito aggiuntivo tra le superfici di tenuta non lubrificate crea una resistenza aggiuntiva che il motore deve superare. Si noterà un aumento della corrente assorbita del 10-20% rispetto ai normali livelli operativi.
Questo aumento del consumo energetico è immediatamente visibile sugli amperometri o sui pannelli di controllo del motore. Il motore potrebbe anche surriscaldarsi più del solito a causa del carico aggiuntivo.
Rapida insorgenza di perdite o di sgancio
Il funzionamento a secco porta a danni improvvisi e catastrofici cedimento della tenuta piuttosto che un deterioramento graduale. Si potrebbe passare da una perdita visibile pari a zero a una perdita importante in pochi secondi. Le superfici di tenuta possono rompersi, scheggiarsi o disintegrarsi completamente quando lo stress termico supera i limiti del materiale.
Molte pompe attivano la protezione da alta temperatura o bassa portata prima che si verifichi un guasto totale. Questo arresto automatico previene danni più gravi, ma conferma che il funzionamento a secco ha già causato problemi.
