Come rilevare la cavitazione della pompa

Le pompe sono il cuore della maggior parte dei processi industriali e la seconda macchina più diffusa al mondo (dopo il motore elettrico). Poiché sono così comuni, le pompe vengono spesso trascurate come potenziale fonte di miglioramento della produttività o causa di costi eccessivi se non utilizzate correttamente.

Come con qualsiasi macchina, possono verificarsi alcuni problemi. Un problema comune nei sistemi di pompaggio è la cavitazione della pompa. La cavitazione della pompa causa una serie di problemi tra cui rumore eccessivo, vibrazioni e consumo di energia, per non parlare di gravi danni alla pompa stessa.

Immagina di pizzicare un tubo dell'acqua e l'acqua si muove più velocemente uscendo ma è aerata e distribuita. Questo è ciò che accade con la cavitazione della pompa. È un fenomeno fisico che si verifica quando la pressione del liquido in ingresso diventa inferiore alla pressione di vapore del liquido. Una riduzione della pressione è generalmente causata dall'aumento della velocità del fluido. Quando la pressione del fluido sul lato posteriore della pala della girante (di fronte all'aspirazione della pompa) scende al di sotto del punto di vaporizzazione del fluido, iniziano a formarsi bolle di vapore. Quando le bolle/cavità si spostano verso il lato di scarico della pompa, spostandosi in un'area ad alta pressione, le cavità implodono. L'implosione o il collasso di queste bolle innescano intense onde d'urto all'interno della pompa, causando danni alla girante, vibrazioni e rumore eccessivo.

Queste onde d'urto possono causare danni meccanici alla girante e alla pompa, la cui gravità non fa che aumentare nel tempo e portare a un potenziale guasto della pompa. I fattori che influiscono sul grado di compressione delle bolle di vapore sono la velocità e la forma della girante.

Quando si ha a che fare con liquidi a temperature più elevate, il rischio che ciò accada aumenta a causa dell'aumento della pressione del vapore.

La cavitazione della pompa e la testa morta sono concetti simili ma lontani dall'essere la stessa cosa.

Quando una pompa funziona senza flusso attraverso la pompa a causa di una valvola di scarico chiusa o di un blocco della linea, si è verificata una prevalenza morta. La pompa fa ricircolare la stessa acqua, provocando un aumento continuo della temperatura dell'acqua. Se la pompa continua a funzionare a vuoto per troppo tempo, il riscaldamento eccessivo può danneggiare le costose guarnizioni e ridurre la durata della pompa.

Il movimento morto in una pompa centrifuga può provocare esplosioni a causa dell'energia immessa nel liquido nella pompa. Anche la sovrapressione idraulica e le possibili reazioni chimiche nella pompa possono essere causate da uno sforzo eccessivo di pressione. Gli stessi risultati possono essere causati dal funzionamento a secco della pompa per un periodo prolungato, che può portare alla cavitazione.

La testa morta significa che la valvola di deflusso è aperta, quindi la pompa continua a far circolare lo stesso liquido più e più volte, il che può danneggiare il motore della pompa perché il liquido può diventare troppo caldo. La protezione a bassa potenza interverrà per rilevare questa condizione e scatterà per proteggere il motore.

La cavitazione è simile in quanto la protezione a bassa potenza la rileva, fa scattare e protegge anche il motore. Ma questa condizione significa che la pompa funziona a secco e non c'è liquido da pompare. Anche questo causerà il surriscaldamento del motore.

Quando si ha a che fare con la cavitazione della pompa, tenere presente che sono disponibili tecnologie e tecniche per rilevare, monitorare e prevenire la cavitazione della pompa.

I danni da cavitazione possono ridurre la durata della girante della pompa, delle tenute meccaniche, dei cuscinetti ed eventualmente di altri componenti della pompa. In altre parole, ridurrà il tempo medio tra i guasti (MTBF), il che aumenterà i costi di manutenzione e i tempi di fermo della pompa.

Il modo più comune per identificare la cavitazione della pompa è attraverso il suono o la vibrazione. Quando ciò avviene si avverte un suono simile a un crepitio. A causa dello scoppio delle bolle di vapore, la pompa subisce un aumento delle vibrazioni, che è possibile osservare.

Altri modi per identificare la cavitazione della pompa sono il rilevamento della temperatura o della potenza del motore fuoribordo. La cavitazione della pompa significa che c'è poco o nessun liquido da pompare mentre la pompa stessa continua a funzionare. Il pompaggio a secco in questo modo, con aumento della pressione del vapore, causerà il surriscaldamento del motore, riducendone la durata e causando potenzialmente danni alla girante e alla pompa stessa.