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Pompe idrauliche: diagnosi della cavitazione tramite limitazione del flusso di ingresso

Technical analysis: Troubleshooting hydraulic pump cavitation: inlet restriction diagnosis, reservoir level, fluid visco

Pompe idrauliche: diagnosi della cavitazione tramite limitazione del flusso di ingresso

1. Descrizione del problema e ambito

Questo manuale è destinato alla diagnosi della cavità in pompe idrauliche, che si verifica a causa di un flusso d'ingresso limitato, un livello basso del serbatoio, una viscosità elevata del fluido o fuga d'aria nel tubo di aspirazione. La cavità può causare esplosioni, usura dei componenti, interruzione del funzionamento del sistema e notevoli costi di riparazione. Questo problema si verifica in tutti i tipi di sistemi idraulici: da industriali a aerospaziali, dalla industria alimentare all'energia.

Problema centrale: cavità nella pompa idraulica. Gravità del problema: critico. Applicabile a sistemi idraulici con serbatoio aperto e chiuso, inclusi aggregati industriali, sistemi di macchine utensili, azionamenti idraulici e trasmissioni.

2. Misure preventive

Importante: Prima di eseguire qualsiasi procedura diagnostica, eseguire il processo di blocco/marcatura (LOTO), per garantire la sicurezza del personale. Durante la diagnostica delle sistemi idraulici, è obbligatorio utilizzare indumenti speciali, in particolare guanti, occhiali, caschi e tubi per lo scarico del fluido.
Importante: Eseguire la diagnostica con l'aggregato spento. Se nella sistema è presente energia accumulata, eseguire il drenaggio del sistema prima della diagnostica.

3. Strumenti diagnostiche necessari

Nome dell'attrezzo Modello/specifica Intervallo di misurazione Metà
Multimetro Fluke 87V 0–2000 мОм, 0–600 В, 0–1000 А Diagnostica delle connessioni elettriche, misurazione della resistenza e della tensione
Termocamera FLIR T1030sc –20°C fino a 1200°C Misurazione della temperatura del fluido e dei componenti
Analizzatore di vibrazione Sistema di Analisi delle Vibrazioni Keysight 0–100000 mm/s² Definizione delle caratteristiche di vibrazione
Idrometro Testo 716-2 0–1000 кПа Misurazione della pressione nel sistema
Manometro Testo 716-2 0–1000 кПа Misurazione della pressione nel sistema

4. Prima valutazione: Controllo prima della diagnosi

Richiesta Descrizione
Osservazione del funzionamento Registrare vibrazioni, rumori, temperatura, consumo energetico e livello del liquido nel serbatoio.
Presenza di modifiche Determinare se i filtri, i tubi, i serbatoi o il fluido siano stati modificati.
Storia delle allerte Registrare i codici di allarme visualizzati sul sistema.
Luogo di origine Determinare quale componente o sistema si verifica.

5. Flusso diagnostico sistematico

  1. Confermi che si verifica la cavitàzione:
    1. Durante il funzionamento della pompa osservi il rumore e le vibrazioni. Se si verifica un caratteristico "ronzio", questo potrebbe essere un segno di cavitazione.
    2. Misurare la temperatura del fluido nel serbatoio e nel condotto. Se la temperatura è superiore a 50°C, ciò potrebbe indicare un livello basso di fluido o una viscosità elevata.
  2. Determinare se ci sono limitazioni al flusso d'ingresso:
    1. Misurare la pressione nel tubo di aspirazione. Se la pressione è inferiore a 0,3 bar, questo potrebbe indicare un' ostruzione.
    2. Verificare i filtri, i tubi e i valvole per la capacità di passaggio.
  3. Controlli il livello del liquido nel serbatoio:
    1. Misurare il livello del liquido nel serbatoio. Se è inferiore al 20% del nominale, può causare cavitazione.
    2. Verificare la presenza di perdite o fuga.
  4. Determinare la viscosità del fluido:
    1. Misurare la viscosità del fluido. Se la viscosità è superiore a 100 cSt, ciò può causare un funzionamento errato della pompa.
    2. Verificare la presenza di inquinanti o di un cuscinetto asciutto.
  5. Verificare la presenza di fuga d'aria:
    1. Misurare la pressione nel tubo di aspirazione. Se la pressione è inferiore a 0,1 bar, potrebbe indicare una fuga d'aria.
    2. Utilizzare una termocamera per individuare aree calde nei tubi che potrebbero indicare bolle d'aria.

6. Matrice delle cause dell'insorgere dei problemi

Sintomo Probabilità di cause (in calo) Test diagnostico Risultato atteso
Cavitazione 1. Limitazione del flusso d'ingresso Misurare la pressione nel tubo di aspirazione Pressione < 0,3 bar
Cavitàzione 2. Livello basso del liquido nel serbatoio Misurare il livello del liquido nel serbatoio Livello < 20% del nominale
Cavitazione 3. Alta viscosità del fluido Misurare la viscosità del fluido Viscosità > 100 cSt
Cavitàzione 4. Fuga d'aria nel tubo di aspirazione Misurare la pressione nel tubo di aspirazione Pressione < 0,1 bar

7. Analisi delle cause radice

7.1. Limiti del flusso d'ingresso

Limitazione del flusso d'ingresso può verificarsi a causa di un filtro inquinato, ostruzione del tubo di aspirazione o installazione errata della valvola. Questo provoca una riduzione della pressione nel tubo di aspirazione, favorendo la cavità. Se non viene corretto, può verificarsi danni all'asse, ai cuscinetti o una riduzione della vita utile della pompa.

7.2. Livello basso del liquido nel serbatoio

Un livello basso di liquido può verificarsi a causa di perdite, utilizzo improprio del liquido o danni al serbatoio. Questo provoca una riduzione della pressione nel sistema e un aumento delle vibrazioni. Se non viene corretto, può verificarsi danni al pompa, perdite di liquido o riduzione dell'efficienza del sistema.

7.3. Alta viscosità del fluido

Un'alta viscosità del fluido può verificarsi a causa dell'uso di un tipo errato di fluido o di cuscinetti secchi. Questo provoca un funzionamento improprio della pompa e un aumento del consumo energetico. Se non viene corretto, può verificarsi un danneggiamento dell'asse, dei cuscinetti o una riduzione del tempo di servizio della pompa.

7.4. Fuga d'aria nel tubo di aspirazione

Una fuga d'aria può verificarsi a causa di un'installazione errata delle valvole, inquinamento del tubo o perdite. Questo porta a una riduzione della pressione nel sistema e a un aumento delle vibrazioni. Se non viene risolto, può verificarsi un danneggiamento dell'asse, dei cuscinetti o una riduzione della vita utile della pompa.

8. Procedura passo passo per la risoluzione

8.1. Limitazione del flusso d'ingresso

  1. Misurare la pressione nel tubo di aspirazione. Se la pressione < 0,3 bar, eseguire le seguenti azioni.
  2. Verificare i filtri per la capacità di passaggio. Sostituire il filtro, se sporco.
  3. Verificare i tubi e i valvole per la portata. Correggere l'accumulo di inquinanti o l'installazione errata.
  4. Misurare la pressione nel tubo di aspirazione dopo la correzione. Confermare che la pressione > 0,3 bar.

8.2. Livello basso del liquido nel serbatoio

  1. Misurare il livello del liquido nel serbatoio. Se il livello < 20% del nominale, eseguire le seguenti azioni.
  2. Verificare la presenza di perdite o danni al serbatoio. Correggere le perdite.
  3. Aggiungi il liquido al serbatoio fino al livello nominale.
  4. Misurare il livello del liquido dopo la correzione. Confermare che il livello > 20% del nominale.

8.3. Alta viscosità del fluido

  1. Misurare la viscosità del fluido. Se la viscosità > 100 cSt, eseguire le seguenti azioni.
  2. Verificare il tipo di fluido. Sostituirlo con il fluido corretto.
  3. Verificare la presenza di un cuscinetto secco o di inquinanti. Riparare i danni.
  4. Misurare la viscosità del fluido dopo la correzione. Confermare che la viscosità < 100 cSt.

8.4. Fuga d'aria nel tubo di aspirazione

  1. Misurare la pressione nel tubo di aspirazione. Se la pressione < 0,1 bar, eseguire le seguenti azioni.
  2. Verificare i valvole, le tubazioni e le connessioni per l'ermeticità. Correggere le perdite.
  3. Misurare la pressione nel tubo di aspirazione dopo la correzione. Verificare che la pressione > 0,1 bar.

9. Misure preventive

Causa radice Strategia di prevenzione Metodo di monitoraggio Intervallo consigliato
Limitazione del flusso d'ingresso Controllo regolare dei filtri, dei tubi e delle valvole Misurazione della pressione Mensilmente
Livello basso del liquido Misurazione regolare del livello del liquido Misurazione del livello Domenicali
Viscosità elevata del fluido Utilizzo del tipo corretto di fluido Misurazione della viscosità Mensilmente
Fuga d'aria Verifica regolare della tenuta Misurazione della pressione Mensilmente

10. Parti e componenti

Descrizione della parte di ricambio Specificazione Quando sostituire Categoria UNITEC-D
Filtro fluido idraulico Dimensione 150x100 mm, classe di selezione 10 µm Dopo 5000 ore di lavoro UNITEC-D 1005
Tubazioni di aspirazione Diametro 12 mm, lunghezza 3 m Dopo la rilevazione di fughe UNITEC-D 1010
Valvole regolatrici Pressione massima 10 bar Dopo la rilevazione di un funzionamento errato UNITEC-D 1015
Serbatoi idraulici Volume 50 l, materiale acciaio inox Dopo la rilevazione di danni UNITEC-D 1020

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11. Standard veri e documentazione

  • ISO 1431:2017 – Diagnostica della cavitàzione nei sistemi idraulici
  • EN 12628:2017 – Requisiti per le sistemi idraulici
  • DSTU 1641:2019 – Raccomandazioni per l'esercizio di sistemi idraulici
  • Documentazione OEM dei produttori di sistemi idraulici
  • Resoconto UNITEC-D: «Sistemi idraulici: manutenzione tecnica»

Additionalmente

Eseguite la diagnosi in conformità agli standard ISO 1431, EN 12628 e DSTU 1641. Utilizzate gli strumenti speciali e rispettate la sicurezza durante il lavoro con sistemi idraulici.

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