Selezione della pompa centrifuga: guida al flusso, alla prevalenza e al materiale

Come una pompa centrifuga sposta il fluido

Una girante rotante all'interno del corpo della pompa lancia il fluido verso l'esterno attraverso la forza centrifuga e l'alloggiamento a forma di voluta converte tale velocità in pressione quando il fluido esce attraverso l'apertura di scarico. Questa singola azione meccanica spiega perché le pompe centrifughe dominano la movimentazione dei fluidi industriali: non hanno valvole, pistoni o parti alternative soggette a usura in caso di funzionamento continuo.

Il risultato è una famiglia di pompe adatta a servizio continuo e ad alto flusso piuttosto che l'erogazione pulsante delle pompe volumetriche. Per un linea di prodotti di pompe centrifughe per uso chimico , ciò significa una produzione costante durante lunghi cicli di produzione, a condizione che la pompa sia dimensionata e costruita per il fluido che vedrà effettivamente.

Il punto in cui il design diventa interessante è sul lato dell'aspirazione. La cavitazione, ovvero la formazione e il collasso di bolle di vapore all'interno dell'occhio della girante, rimane la causa più comune di guasto prematuro della pompa. Si verifica quando la pressione di aspirazione disponibile scende al di sotto della pressione di vapore del fluido e, se non indirizzata, danneggia le pale della girante nel giro di poche settimane.

Portata, Prevalenza e Punto di Miglior Efficienza

Ogni pompa centrifuga è definita da una curva, non da un singolo numero. La portata (misurata in m³/h o gpm) e la prevalenza (l'altezza alla quale la pompa può sollevare il fluido, espressa in metri o piedi) si bilanciano tra loro lungo quella curva e il punto in cui la pompa funziona alla massima efficienza è chiamato punto di migliore efficienza o BEP.

Operare lontano dal BEP è il punto in cui iniziano i problemi. Se si fa funzionare una pompa ben al di sotto della portata nominale, il ricircolo interno riscalda il fluido, accelera l'usura delle guarnizioni e aumenta il carico radiale sull'albero. Spingendolo oltre il BEP si rischia di privare la girante della prevalenza netta di aspirazione positiva di cui ha bisogno, provocando l'esatto problema di cavitazione descritto sopra.

• Far corrispondere la portata nominale alla domanda effettiva del sistema, non a un "margine di sicurezza" arrotondato per eccesso
• Controllare la curva della pompa rispetto alla curva del sistema prima dell'acquisto, non dopo l'installazione
• Mantenere il funzionamento normale entro circa il 70–120% del flusso BEP

Il Standard di test e prestazioni delle pompe pubblicati dall'Hydraulic Institute definire esattamente come vengono misurate il BEP e le tolleranze di accettazione, cosa che vale la pena controllare ogni volta che la curva di un produttore sembra insolitamente ottimistica.

Abbinamento del materiale della pompa al fluido

Portata e prevalenza mettono in movimento una pompa; la selezione del materiale decide se sopravvive al fluido. I fluidi corrosivi, abrasivi o ad elevata purezza richiedono ciascuno una diversa strategia per le parti bagnate e sbagliare è il modo più rapido per trasformare una pompa adeguatamente dimensionata in una responsabilità di sei mesi.

Per il servizio industriale standard e di prodotti chimici leggeri, a pompa centrifuga in acciaio inox per servizio chimico standard copre la maggior parte delle applicazioni senza il costo aggiuntivo di rivestimenti esotici. Una volta che il processo coinvolge acidi concentrati, idrossido di sodio o altri prodotti chimici aggressivi, a Pompa centrifuga rivestita in fluoroplastica costruita per acidi e alcali forti diventa l'impostazione predefinita più sicura, poiché la barriera in fluoropolimero isola completamente l'alloggiamento metallico dal fluido di processo.

La selezione dei sigilli merita pari attenzione. Le tenute meccaniche classificate per la famiglia chimica sbagliata si guastano inizialmente silenziosamente, poi all'improvviso. Uno più dettagliato guida approfondita alla compatibilità dei materiali e alla selezione delle guarnizioni esamina le combinazioni di elastomeri e superfici di tenuta per famiglia chimica.

Configurazioni comuni delle pompe centrifughe

Non tutte le applicazioni richiedono lo stesso corpo pompa. I modelli con aspirazione finale a stadio singolo coprono la maggior parte dei compiti generali di trasferimento, ma tre configurazioni li superano regolarmente in condizioni specifiche.

1. Pompe autoadescanti gestire corse intermittenti in cui la linea di aspirazione potrebbe scaricarsi tra un ciclo e l'altro, evitando la necessità di adescare nuovamente manualmente a ogni avvio.
2. Pompe multistadio impilare diverse giranti in serie per raggiungere requisiti di prevalenza elevati, comuni nei sistemi di alimentazione di caldaie e ad osmosi inversa.
3. Pompe per liquami utilizzare rivestimenti più spessi e resistenti all'usura e design della girante aperta per spostare fluidi carichi di particelle o abrasivi senza una rapida erosione.

Per i processi che trasportano solidi sospesi insieme a prodotti chimici corrosivi, come gli effluenti minerari o i fanghi di desolforazione dei gas di scarico, un pompa per fanghi antiusura per fluidi carichi di particelle corrosive è costruito appositamente per questa duplice sfida, anziché chiedere a una pompa chimica standard di scendere a compromessi su entrambi i fronti.

Considerazioni sull'installazione e sulla manutenzione

Una pompa correttamente selezionata necessita comunque di un sistema correttamente costruito attorno ad essa. La tubazione di aspirazione deve essere quanto più corta e diritta possibile, poiché i gomiti posizionati troppo vicini all'aspirazione creano un flusso irregolare che sollecita la girante in modo asimmetrico nel tempo.

L'allineamento della piastra di base è più importante di quanto la maggior parte degli installatori si aspetti. Il disallineamento tra il motore e l'albero della pompa, anche di una frazione di millimetro, si traduce in usura dei cuscinetti e perdite delle guarnizioni in pochi mesi anziché in anni. Un controllo dell'allineamento laser alla messa in funzione si ripaga molte volte.

Dal punto di vista della manutenzione, tre controlli rilevano la maggior parte dei problemi emergenti prima che diventino fallimenti:

• Monitorare le vibrazioni e la temperatura dei cuscinetti a intervalli fissi anziché attendere il rumore udibile
• Ispezionare le tenute meccaniche per eventuali perdite durante gli arresti programmati, non solo dopo la comparsa di perdite visibili
• Monitorare la pressione di scarico rispetto alla curva originale della pompa per individuare tempestivamente l'usura o l'ostruzione della girante

Nessuno di questi passaggi richiede strumenti specializzati, ma richiedono un programma che qualcuno effettivamente segua. Le pompe raramente si guastano senza segnali di avvertimento; falliscono dopo che i segnali di pericolo vengono ignorati.