Che cosa è l'allineamento della pompa

Le pompe disallineate sono un problema costoso e comune nelle strutture industriali, che porta a vibrazioni eccessive, perdite e guasti prematuri dei componenti. Un allineamento non corretto spreca energia, aumenta i costi di manutenzione e può causare costosi tempi di fermo.

Ignorare il disallineamento della pompa mette a rischio la tua attrezzatura e il tuo profitto. Gli alberi disallineati subiscono una sollecitazione fino a 6 volte maggiore, riducendo drasticamente la durata dei cuscinetti. Anche i piccoli problemi di allineamento si aggravano nel tempo, causando guasti catastrofici se non vengono controllati.

In questa guida parleremo dei tipi di disallineamento, dei metodi collaudati per allineare con precisione gli alberi delle pompe e delle istruzioni dettagliate per far funzionare le pompe senza problemi.

Che cosa è l'allineamento della pompa

L'allineamento della pompa è il processo di posizionamento e orientamento precisi delle linee centrali di rotazione di una pompa e della sua unità di azionamento (come un motore elettrico) per ridurre al minimo il disallineamento tra le due macchine. Un allineamento corretto assicura che gli alberi della pompa e del motore siano coassiali, ovvero che le loro linee centrali siano in linea retta, sia orizzontalmente che verticalmente.

Tipi di disallineamento della pompa

Disallineamento radiale

Il disallineamento radiale, noto anche come disallineamento offset, si verifica quando le linee centrali degli alberi della pompa e del driver sono parallele ma non concentriche. Questo tipo di disallineamento può causare un carico non uniforme su cuscinetti e guarnizioni, con conseguente usura prematura e guasti. Il disallineamento radiale è in genere causato da un'installazione non corretta o da cedimenti delle fondamenta.

Disallineamento assiale

Il disallineamento assiale, o end-float, si riferisce alla condizione in cui gli alberi della pompa e del driver sono concentrici ma non paralleli. Questo disallineamento si verifica quando c'è uno spazio eccessivo o uno spazio insufficiente tra le facce di accoppiamento. Il disallineamento assiale può causare carichi di spinta sui cuscinetti, causando guasti prematuri e aumento delle vibrazioni.

Disallineamento angolare

Il disallineamento angolare è caratterizzato dal fatto che gli alberi della pompa e del driver non sono né paralleli né concentrici. In questo caso, gli alberi sono ad angolo tra loro. Il disallineamento angolare può causare un'usura irregolare sui componenti di accoppiamento, maggiori vibrazioni e guasti prematuri dei cuscinetti. Questo tipo di disallineamento è spesso causato da un'installazione non corretta, cedimenti delle fondamenta o dilatazione termica.

Metodi di allineamento della pompa

Metodo del bordo dritto e dello spessimetro

Il metodo del righello e dello spessimetro è una tecnica di allineamento di base che prevede il posizionamento di un righello sulle metà dell'accoppiamento e l'utilizzo di spessimetri per misurare lo spazio tra il righello e le facce dell'accoppiamento. Questo metodo è relativamente semplice, ma non ha la precisione delle tecniche più avanzate. È più adatto per un allineamento approssimativo o come fase preliminare prima di impiegare metodi più accurati.

Metodo del quadrante

Il metodo dell'indicatore a quadrante utilizza due indicatori a quadrante, uno montato su ogni albero, per misurare la posizione relativa degli alberi in vari punti lungo la loro circonferenza. Questo metodo fornisce risultati più accurati rispetto alla tecnica del righello e dello spessimetro. Gli indicatori a quadrante possono misurare sia il disallineamento radiale che assiale, consentendo un processo di allineamento più completo.

Sistemi di allineamento laser

I sistemi di allineamento laser sono il metodo più avanzato e accurato per allineare gli alberi della pompa e del driver. Questi sistemi utilizzano trasmettitori e ricevitori laser per misurare la posizione relativa degli alberi con un elevato grado di precisione. L'allineamento laser consente il monitoraggio in tempo reale del processo di allineamento, rendendo più semplice apportare modifiche e ottenere un allineamento ottimale. Sebbene i sistemi di allineamento laser siano più costosi di altri metodi, offrono il massimo livello di accuratezza ed efficienza.

Come allineare gli alberi

FASE 1: Preparazione

Prima di iniziare il processo di allineamento, assicurarsi che la pompa e il motore siano scollegati dalle fonti di alimentazione e che il giunto sia stato rimosso. Pulire le estremità dell'albero, le facce del giunto e gli strumenti di allineamento per rimuovere qualsiasi sporcizia o detriti che potrebbero interferire con misurazioni accurate. Ispezionare i componenti per eventuali danni visibili o usura che potrebbero richiedere la sostituzione prima di procedere.

FASE 2: Allineamento approssimativo

Eseguire un allineamento approssimativo utilizzando un righello e spessimetri o un sistema di allineamento laser. Posizionare il righello sulle metà del giunto a intervalli di 90° e utilizzare spessimetri per misurare eventuali spazi tra il righello e le facce del giunto. Regolare la posizione del motore finché le misurazioni degli spazi non rientrano nelle tolleranze specificate dal produttore della pompa.

FASE 3: Allineamento preciso

Per un allineamento più preciso, utilizzare indicatori a quadrante o un sistema di allineamento laser. Montare un indicatore a quadrante su un albero e posizionare la punta dell'indicatore contro l'altro albero. Ruotare entrambi gli alberi contemporaneamente e annotare le letture dell'indicatore a intervalli di 90°. Regolare la posizione del motore finché le letture dell'indicatore non rientrano nelle tolleranze specificate in tutte le posizioni. Ripetere questo processo sia sul piano verticale che su quello orizzontale per correggere il disallineamento angolare e parallelo.

FASE 4: Confermare l'allineamento

Dopo aver completato l'allineamento fine, ricontrollare le misurazioni per confermare che gli alberi siano correttamente allineati. Ruotare di nuovo gli alberi e verificare che le letture dell'indicatore a quadrante rimangano entro la tolleranza in tutte le posizioni. Se necessario, apportare piccole regolazioni per garantire un allineamento ottimale.

FASE 5: Passaggi finali

Una volta confermato l'allineamento, reinstallare il giunto e tutte le protezioni o i dispositivi di sicurezza. Ricollegare la pompa e il motore alle rispettive fonti di alimentazione. Avviare la pompa e monitorare eventuali vibrazioni, rumori o accumuli di calore insoliti durante il funzionamento. Eseguire un controllo finale dell'allineamento dopo che la pompa ha raggiunto la normale temperatura di esercizio per tenere conto di eventuali dilatazioni termiche che potrebbero essersi verificate.

Problemi comuni associati al disallineamento della pompa

• Guasto prematuro del componente: Quando una pompa non è allineata, vengono esercitate ulteriori sollecitazioni sui cuscinetti, tenute meccaniche, giunti e alberi. I carichi aumentati accelerano l'usura e la fatica, causando il guasto prematuro di questi componenti critici.
• Vibrazioni e rumore eccessivi: Le pompe disallineate tendono a funzionare con livelli di vibrazione significativamente più elevati rispetto alle unità correttamente allineate. Lo squilibrio delle forze all'interno della pompa e il maggiore movimento dei componenti generano forti vibrazioni che possono essere percepite e udite in tutto il sistema.
• Aumento del consumo energetico e riduzione dell'efficienza: Per continuare a funzionare in condizioni di disallineamento, le pompe richiedono una maggiore potenza di ingresso per superare le forze di attrito e trascinamento aggiuntive. Tuttavia, gran parte di questa energia extra viene sprecata sotto forma di calore anziché contribuire a un utile lavoro di pompaggio.
• Perdite eccessive da guarnizioni e tenute meccaniche: Il disallineamento può impedire alle guarnizioni meccaniche di mantenere un contatto corretto, con conseguente risultato non uniforme faccia di sigillo e perdite maggiori. Le guarnizioni sono anche tese e deformate dallo squilibrio delle forze, rompendo le loro tenute ermetiche nel tempo.
• Maggiori requisiti e costi di manutenzione: Poiché le pompe disallineate subiscono più guasti, diventano necessarie riparazioni e sostituzioni di parti più frequenti. Sia le attività di manutenzione pianificate che quelle non pianificate devono essere eseguite più spesso per mantenere la pompa operativa.
• Fratture nel corpo della pompa e fatica ad alto ciclo: Un grave disallineamento può sottoporre le carcasse della pompa a uno stress estremo, causando crepe e fratture complete. Vibrazioni eccessive e forze sbilanciate possono anche causare l'impatto delle giranti della pompa sulla carcassa, causando gradualmente danni.
• Sollecitazioni sulle tubazioni e spostamento delle piastre di base: Le forze generate da pompe disallineate vengono trasferite direttamente alle tubazioni collegate. Le tubazioni possono piegarsi, piegarsi o rompersi se la sollecitazione supera la loro pressione nominale e la resistenza del materiale. Il disallineamento sposta anche il gruppo pompa sulla piastra di base, alterando i punti di supporto e la distribuzione della forza.