Parleremo oggi dei problemi che possono interessare le tenute meccaniche delle pompe di movimentazione dei fluidi e come intervenire per ridurre al minimo la loro usura nel tempo.

La tenuta meccanica di una pompa è un sistema che permette di isolare fisicamente la parte della pompa a contatto con il fluido di lavoro (la girante) dal motore elettrico. È un organo costituito principalmente da una parte fissa stazionaria, tenuta in posizione mediante un o-ring, e una parte rotante, fissata all’albero mediante un altro o-ring. Per sua natura, quindi, la tenuta meccanica è un organo soggetto ad usura, che può essere più o meno rapida nel tempo a seconda delle condizioni di lavoro.

I problemi che interessano l’usura delle tenute meccaniche, infatti, possono essere molteplici e possono essere derivanti da uno scorretto utilizzo della pompa stessa. Di seguito analizzeremo tutte le problematiche che possono interessare le tenute meccaniche.

Usura per funzionamento a secco

Quando nell’intorno della tenuta meccanica non c’è presenza di liquido, siamo nella condizione di lavoro con funzionamento a secco. Ciò significa che la tenuta non è correttamente lubrificata e si instaurano degli importanti attriti tra le facce della tenuta, causandone il danneggiamento. Questi attriti generano aumenti della temperatura superficiale tra l’anello di tenuta e l’O-ring, generalmente realizzato in materiale elastomerico. Questi aumenti anomali di temperatura causano il deterioramento dei materiali, bruciando le parti elastomeriche.

Usura per flusso scarso o assente

Quando la mandata della pompa è ostruita (es. valvola di mandata chiusa, tubazione di mandata occlusa) non abbiamo passaggio di fluido tra monte e valle della pompa. Questo causa l’innesco di attriti meccanici nella tenuta dell’albero, con conseguente aumento della temperatura nelle superfici di contatto. Questo, come già detto precedentemente, causa il danneggiamento delle parti elastomeriche della tenuta meccanica ma aumenta anche il rischio di funzionamento a secco.

Usura per scarsa lubrificazione

Ogni tenuta meccanica è studiata e realizzata per lavorare con determinati tipi di fluido e in determinate condizioni di lavoro. Si verifica scarsa lubrificazione della tenuta meccanica quando:

-          C’è presenza di aria all’interno del circuito;

-          La viscosità del fluido pompato è molto bassa;

-          La temperatura del fluido è superiore a quella di ebollizione alla pressione di lavoro.

In questi casi si generano localmente degli attriti che provocano aumenti locali della temperatura e, conseguentemente, il deterioramento della tenuta. La differenza di temperatura tra zone calde e zone fredde dell’anello di tenuta causa shock termico e, di conseguenza, l’insorgere di fessure (cricche).

Usura per incompatibilità con il fluido di lavoro

I materiali delle tenute meccaniche delle pompe vengono selezionati con cura per evitare problemi di diversa natura. Non tutti i materiali sono compatibili con i diversi fluidi ed è per questo che bisogna fare attenzione all’accoppiamento corretto tra tenuta e tipo di fluido pompato. A causa dello scorretto accoppiamento tra materiali della tenuta e liquidi pompati, potrebbe insorgere:

-          Corrosione della tenuta;

-          Rigonfiamenti degli elastomeri.

Installazione e collegamenti

Quando la tenuta meccanica viene sostituita, in seguito ad un deterioramento, è importante che la stessa venga installata in maniera corretta e con la massima attenzione. Uno scorretto posizionamento della tenuta potrebbe portare al danneggiamento o rottura precoce dell’O-ring o dell’anello di tenuta.

È importante anche verificare che la pressione di lavoro della pompa non ecceda quella massima ammissibile della tenuta meccanica. In caso contrario si potrebbe andare incontro al danneggiamento della tenuta stessa.

Infine, è importante evitare che la tenuta ruoti in senso inverso rispetto alla direzione per cui è stata progettata. Questo può capitare quando:

-          Sono stati effettuati errati collegamenti elettrici (fasi invertite);

-          Flusso di ritorno inverso a pompa spenta;

-          Pompe in parallelo senza valvola di ritegno in mandata.

Queste disattenzioni possono provocare la rottura della molla della tenuta meccanica.

Usure irregolari

Come parte conclusiva, verranno adesso elencate tutte le altre possibili forme di usura che possono interessare la tenuta meccanica:

-          Eccessiva usura dei cuscinetti;

-          Eccessiva presenza di vibrazioni;

-          Presenza di corpi estranei nel fluido pompato;

-          Facce della tenuta non perfettamente piane;

-          Tenuta meccanica difettosa.

Molte altre cause possono quindi generare problemi a carico delle tenute meccaniche, come un’installazione errata, difetti nei componenti o una incauta scelta dei materiali.

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