Qual è la differenza tra tenuta meccanica pressurizzata e non pressurizzata?

Le tenute meccaniche sono componenti essenziali nel settore dei macchinari, utilizzate per prevenire perdite e mantenere l'integrità del sistema in apparecchiature rotanti. Sebbene tutte le tenute meccaniche svolgano questo scopo primario, possono essere ampiamente classificate in due tipi in base alla loro progettazione e ai principi di funzionamento: tenute pressurizzate e non pressurizzate.

Questo post del blog approfondirà le differenze fondamentali tra questi due tipi di guarnizioni, esaminando fattori quali compatibilità dei fluidi, dinamica della pressione, comportamento delle perdite, complessità e applicazioni tipiche. Comprendendo le distinzioni e i vantaggi di ogni tipo, ingegneri e professionisti della manutenzione possono prendere decisioni informate quando selezionano e implementano tenute meccaniche nei loro sistemi.

Che cosa è la tenuta meccanica pressurizzata

Una tenuta meccanica pressurizzata, nota anche come tenuta pressurizzata esternamente, è un tipo di tenuta meccanica che si basa su una fonte di fluido esterna per mantenere una pressione più elevata nella cavità della tenuta rispetto al fluido di processo. Questo fluido esterno, in genere un liquido o gas pulito e compatibile, viene introdotto nella camera di tenuta a una pressione leggermente superiore alla pressione della cassa premistoppa.

Il fluido pressurizzato crea un differenziale di pressione positivo sulle superfici di tenuta, assicurando che il fluido di barriera pulito scorra dalla cavità di tenuta nel fluido di processo. Questo flusso positivo verso l'esterno impedisce l'ingresso del fluido di processo nella camera di tenuta, proteggendo così le superfici di tenuta dalla contaminazione e prolungando la durata della tenuta.

Le tenute meccaniche pressurizzate sono comunemente utilizzate in applicazioni che coinvolgono fluidi di processo sporchi, abrasivi o corrosivi, nonché in ambienti ad alta pressione o ad alta temperatura. La pressurizzazione esterna aiuta a mantenere una pellicola di fluido stabile tra le facce di tenuta, riducendo l'usura e migliorando le prestazioni della tenuta.

Che cosa è la tenuta meccanica non pressurizzata

Una tenuta meccanica non pressurizzata, detta anche tenuta auto-energizzata o tenuta meccanica convenzionale, funziona senza una fonte di pressurizzazione esterna. In questo tipo di tenuta, l'azione di tenuta è ottenuta tramite una combinazione di forza della molla e pressione idraulica generata dal fluido di processo stesso.

La tenuta è composta da una faccia fissa e una rotante, con la faccia fissa solitamente caricata a molla per mantenere il contatto con la faccia rotante. Quando l'albero ruota, il fluido di processo entra nella camera di tenuta e genera una pressione idraulica che spinge le facce di tenuta insieme, creando un sottile film di fluido tra di loro. Questo film di fluido aiuta a lubrificare le facce e a prevenire il contatto diretto, riducendo l'attrito e l'usura.

Le tenute meccaniche non pressurizzate sono generalmente più semplici nella progettazione e meno costose rispetto alle tenute pressurizzate. Sono adatte per applicazioni con fluidi di processo puliti e non abrasivi e condizioni operative moderate. Tuttavia, poiché l'efficacia della tenuta dipende dalla pressione e dalle proprietà del fluido di processo, le tenute non pressurizzate possono subire perdite se la pressione del fluido scende al di sotto di un certo livello o se il fluido contiene particelle abrasive che possono danneggiare le superfici di tenuta.

Differenze principali tra tenute meccaniche pressurizzate e non pressurizzate

Le tenute meccaniche pressurizzate e non pressurizzate differiscono per diversi aspetti chiave, tra cui il tipo di fluido, il rapporto di pressione, la direzione della perdita, lo scopo principale, le applicazioni, il sistema di supporto della tenuta, nonché la complessità e il costo.

Tipo di fluido

Le tenute meccaniche pressurizzate sono adatte per gestire un'ampia gamma di fluidi, tra cui liquidi, gas e fluidi multifase. Queste tenute possono contenere efficacemente fluidi con varie proprietà, come elevata viscosità, alta temperatura o natura corrosiva.

D'altro canto, le tenute meccaniche non pressurizzate sono progettate principalmente per applicazioni con liquidi e potrebbero non essere adatte alla movimentazione di gas o fluidi multifase.

Relazione di pressione

Nelle tenute meccaniche pressurizzate, la pressione del fluido all'interno della camera di tenuta è superiore alla pressione atmosferica che circonda la tenuta. Questa differenza di pressione aiuta a mantenere una tenuta positiva e a prevenire perdite.

Al contrario, le tenute meccaniche non pressurizzate funzionano con una pressione del fluido all'interno della camera di tenuta uguale o inferiore alla pressione atmosferica.

Direzione della perdita

A causa della relazione di pressione, le tenute meccaniche pressurizzate sono progettate per contenere il fluido all'interno della camera di tenuta, impedendo perdite nell'atmosfera. Se si verifica una perdita, viene solitamente indirizzata nuovamente nel fluido di processo.

Al contrario, le tenute meccaniche non pressurizzate consentono una perdita controllata del fluido di processo verso l'atmosfera, che viene poi raccolta o drenata.

Scopo primario

Lo scopo principale delle tenute meccaniche pressurizzate è quello di fornire una soluzione di tenuta robusta per applicazioni critiche in cui il contenimento dei fluidi è di fondamentale importanza. Queste tenute sono progettate per ridurre al minimo o eliminare le perdite, anche in condizioni difficili.

Le tenute meccaniche non pressurizzate, d'altro canto, mirano a fornire una soluzione di tenuta affidabile, consentendo al contempo una piccola quantità di perdite controllate per la lubrificazione e il raffreddamento delle superfici di tenuta.

Applicazioni

Le tenute meccaniche pressurizzate trovano ampio utilizzo in settori quali petrolio e gas, petrolchimica, lavorazione chimica e produzione di energia, dove si incontrano fluidi ad alta pressione e alta temperatura. Queste tenute sono adatte per applicazioni che coinvolgono fluidi pericolosi o sensibili all'ambiente.

Le tenute meccaniche non pressurizzate sono comunemente utilizzate in applicazioni con requisiti di pressione e temperatura più bassi, come pompe per l'acqua, pompe industriali generiche e miscelatori.

Sistema di supporto della guarnizione

Le tenute meccaniche pressurizzate spesso richiedono un sistema di supporto della tenuta per mantenere la pressione e la temperatura del fluido necessarie all'interno della camera di tenuta. Questo sistema può includere componenti quali serbatoi di fluido di barriera, regolatori di pressione e scambiatori di calore.

Le tenute meccaniche non pressurizzate in genere non necessitano di un sistema di supporto della tenuta esteso, poiché si affidano al fluido di processo stesso per la lubrificazione e il raffreddamento.

Complessità e costi

A causa dei componenti aggiuntivi e delle considerazioni di progettazione richieste per le tenute meccaniche pressurizzate, tendono a essere più complesse e costose rispetto alle tenute meccaniche non pressurizzate. Il sistema di supporto della tenuta aumenta la complessità e il costo complessivi della soluzione di tenuta.

Le tenute meccaniche non pressurizzate hanno una progettazione più semplice e un minor numero di componenti, il che le rende più convenienti per le applicazioni in cui è accettabile una piccola quantità di perdite controllate.