1. Descrizione del problema e ambito di applicazione
La cavitazione delle pompe idrauliche è un malfunzionamento critico che si manifesta con la formazione e la distruzione di bolle di vapore o gas nel fluido idraulico quando la pressione in determinate aree del flusso scende al di sotto della pressione di vapore saturo del fluido. Questo processo porta a rumore intenso, vibrazioni, erosione dei componenti interni della pompa, una significativa riduzione dell'efficienza e una riduzione della durata dell'attrezzatura. La cavitazione prolungata provoca l'usura catalitica del fluido, l'aumento della sua temperatura e infine il guasto completo della pompa idraulica, spesso senza preavviso.
Attrezzature a rischio:
- Sistemi idraulici di macchine utensili, presse e macchine per stampaggio a iniezione nell'industria metallurgica, meccanica e alimentare.
- Azionamenti idraulici in macchine mobili, macchine edili e macchine agricole.
- Sistemi di controllo idraulico nell'ingegneria aerospaziale e navale.
Classificazione di gravità:
- Critico: pericolo immediato di danni alla pompa e ai relativi componenti del sistema. Elevato rischio di guasti improvvisi alle apparecchiature, che possono portare a tempi di inattività e incidenti significativi. Necessita di eliminazione immediata.
- Significativo: Rumori evidenti (stridore, crepitio), vibrazioni, una notevole diminuzione delle prestazioni della pompa o un aumento della temperatura del fluido. Se non trattato, progredisce rapidamente fino all'usura critica.
- Minore: le fasi iniziali della cavitazione, manifestate da un leggero rumore o un leggero aumento della temperatura. Richiede un monitoraggio costante e misure preventive per prevenire il deterioramento.
Norme applicabili:
- DSTU EN ISO 4406: Purezza dei fluidi idraulici.
- DSTU ISO 2901: Pompe e motori idraulici – Parametri e caratteristiche di funzionamento.
- DSTU EN ISO 3498: Sistemi idraulici – Requisiti per i fluidi idraulici.
2. Misure di sicurezza
PRIMA DI INIZIARE QUALSIASI LAVORO DI DIAGNOSTICA O RIPARAZIONE SUI SISTEMI IDRAULICI, ASSICURARSI DI OSSERVARE LE SEGUENTI REGOLE FONDAMENTALI DI SICUREZZA:
- Lockout e Tagout (LOTO): spegnere sempre l'alimentazione elettrica al sistema idraulico e applicare le procedure di lockout e tagout in conformità con le istruzioni interne e DSTU EN ISO 14118. Assicurarsi che il sistema non possa essere attivato accidentalmente.
- Scarico dell'energia residua: i sistemi idraulici possono mantenere una pressione significativa nei serbatoi (accumulatori) e nelle condutture anche dopo lo spegnimento dell'alimentazione. Scaricare tutti gli accumulatori idraulici e depressurizzare tutti i circuiti idraulici a zero (0 bar) prima di scollegare qualsiasi componente. Controllare la pressione con un manometro.
- Dispositivi di protezione individuale (DPI): Utilizzare occhiali di sicurezza o visiera (CE EN 166), guanti protettivi (nitrile o resistenti agli agenti chimici EN 374), protezioni per l'udito (cuffie o cuffie EN 352) e indumenti da lavoro idonei.
- Superfici e fluidi caldi: il fluido idraulico e i componenti possono essere molto caldi (fino a 90°C e oltre). Lasciare raffreddare il sistema prima di utilizzarlo. Se necessario, utilizzare guanti protettivi dal calore.
- Perdite ad alta pressione: getti di fluido idraulico ad alta pressione (fino a 400 bar o più) possono penetrare nella pelle, causando lesioni gravi, infezioni o morte. Non usare MAI le mani per controllare eventuali perdite. Utilizzare sempre un pezzo di cartone o un bastoncino di legno. Se del liquido entra sotto la pelle, consultare immediatamente un medico e informarlo del tipo di liquido e della pressione.
- Meccanismi di sollevamento: Quando si lavora con componenti pesanti (pompe, motori idraulici), utilizzare attrezzature di sollevamento adeguate certificate secondo DSTU EN 13155 e osservare le norme di sicurezza durante il sollevamento.
3. Strumenti diagnostici necessari
L'utilizzo degli strumenti corretti con intervalli e precisione adeguati è fondamentale per una diagnosi efficace della cavitazione.
| Strumento | Specifica/Modello | Intervallo di misurazione | Scopo |
|---|---|---|---|
| Manometro del vuoto (per la linea di aspirazione) | Classe di precisione 1.0 (EN 837-1), scala da -1 a 0 bar | Da -1 a 0 bar (da -100 a 0 kPa) | Misurazione del vuoto (pressione negativa) all'ingresso della pompa. Il valore consentito è solitamente compreso tra -0,1 e -0,3 bar, a seconda del liquido e del tipo di pompa. |
| Manometro (per la linea di uscita) | Classe di precisione 1.0 (EN 837-1), scala da 0 a 400 bar | Da 0 a 400 bar | Controllo della pressione di esercizio del sistema. Aiuta a rilevare l'instabilità della pressione. |
| Termometro a infrarossi | Intervallo 0-400°C, precisione ±1°C | 0-200°C | Misurazione della temperatura del fluido idraulico nel serbatoio e sulla superficie della pompa. Soglia di emergenza: > 70°C (dipende dal tipo di liquido). |
| Analizzatore di vibrazioni (vibrometro) | Intervallo 0-50 mm/s RMS (secondo ISO 10816-1) | 0-25 mm/s (RMS) | Valutazione del livello di vibrazione del corpo pompa. Soglia di emergenza: > 7,1 mm/s RMS per la categoria II (macchine di medie dimensioni). |
| Fonometro (sonometro) | Gamma 30-130 dB(A) (DSTU EN 61672-1) | Fino a 130dB(A) | Misurazione del livello di rumore della pompa. Un livello di rumore anomalo > 85 dB(A) in condizioni operative normali spesso indica cavitazione. |
| Kit di campionamento liquidi | Secondo DSTU EN ISO 4406 | - | Analisi dello stato del fluido idraulico, determinazione del livello di contaminazione (codice di pulizia ISO), contenuto di acqua e aria, determinazione della viscosità. |
| Viscosimetro (per analisi di laboratorio) | - | - | Determinazione accurata della viscosità cinematica del fluido idraulico a 40°C e 100°C (DSTU ISO 3104). |
| Torcia elettrica e specchietto retrovisore | Torcia LED ad alta intensità | - | Ispezione visiva di aree difficili da raggiungere per perdite esterne e danni alla tubazione. |
| cronometro | Digitale con una precisione di 0,01 s | - | Misurazione del tempo di riempimento del serbatoio o del ciclo di lavoro per valutare le prestazioni della pompa (test di efficienza volumetrica). |
4. Lista di controllo per la valutazione iniziale
Prima di iniziare una diagnosi sistematica, eseguire una valutazione iniziale approfondita. Ciò aiuterà a restringere il campo dei potenziali problemi e a fornire una comprensione dello stato attuale del sistema.
| Articolo | Azione/Cosa guardare | Valore atteso / Note |
|---|---|---|
| Livello del fluido idraulico nel serbatoio | Controllare visivamente l'indicatore di livello (vetro fessurato, galleggiante). | Dovrebbe rientrare nei limiti specificati dal produttore (solitamente tra i segni MIN/MAX). Un basso livello è una causa frequente di cavitazione. |
| Aspetto del liquido | Valutare il colore, la trasparenza, la presenza di bolle, schiuma, inclusioni estranee, particelle in sospensione. | Il liquido deve essere limpido, trasparente, senza schiuma o un numero significativo di bolle. Un liquido torbido, scolorimento o bolle/schiuma eccessive indicano degradazione, contaminazione o intrappolamento di aria. |
| Odore di liquido | Annusare il campione liquido (con attenzione, evitando il contatto con la pelle). | L'odore di bruciato indica surriscaldamento e ossidazione, che possono essere sia la causa che l'effetto della cavitazione. |
| Temperatura del liquido | Misurare con un termometro a infrarossi sulla superficie del serbatoio e nella linea di ritorno. | Deve soddisfare la temperatura operativa consigliata (normalmente 40-60°C). Un aumento eccessivo della temperatura (>70°C) può indicare cavitazione, contaminazione o guasto del sistema di raffreddamento. |
| Rumore e vibrazioni della pompa | Valutazione visiva e uditiva durante il funzionamento. È possibile utilizzare uno stetoscopio per localizzare meglio il rumore in diverse zone della pompa. | Rumore anomalo (scricchiolii, scricchiolii, "ghiaia nella pompa"), vibrazioni eccessive. Confrontare con il suono normale di una pompa funzionante. |
| Pressione operativa del sistema | Leggere le letture dei manometri all'uscita della pompa e nei punti chiave del sistema. | Deve corrispondere alla normale pressione di esercizio del sistema. Una pressione instabile o bassa può essere associata a cavitazione e prestazioni ridotte. |
| Stato dei filtri | Controllare gli indicatori di contaminazione del filtro (se presenti) sulla linea di aspirazione e di ritorno. | L'indicatore dovrebbe mostrare un filtro pulito. Un filtro di aspirazione intasato è la causa principale dell'ostruzione dell'ingresso. |
| Lavori di manutenzione recenti | Visualizza le voci del registro di manutenzione. | Sono state effettuate sostituzioni di componenti, fluidi, filtri? Sono stati eseguiti interventi sull'impianto idraulico che potrebbero comprometterne la tenuta o la configurazione della linea di aspirazione? |
| Cronologia degli allarmi/avvisi | Controllare il sistema di controllo per eventuali errori o avvisi precedenti relativi all'impianto idraulico. | Avvisi ripetuti di bassa pressione, alta temperatura, rumori anomali o intervento dei sensori di contaminazione del filtro. |
| Configurazione della linea di aspirazione | Confrontare la posizione effettiva dei componenti della linea di aspirazione con lo schema del sistema originale. | Verificare la presenza di curve eccessive, linea troppo lunga, diametro ridotto del tubo, numero eccessivo di raccordi o guasto degli elementi antivibranti. |
5. Algoritmo diagnostico sistematico
Questo algoritmo passo dopo passo aiuterà a individuare la causa principale della cavitazione. Seguire la sequenza per una diagnosi efficiente e sicura. Ricorda le misure di sicurezza prima di ogni intervento!
- Identificare i sintomi iniziali della cavitazione?
- (Rumore eccessivo: stridore, crepitio, sibilo, "ghiaia nella pompa", vibrazioni, prestazioni ridotte della pompa, aumento della temperatura del fluido, schiuma nel serbatoio)
- Se SÌ: vai al passaggio 2.
- Se NO: probabilmente il problema non è legato alla cavitazione. Fare riferimento ad altre guide per la risoluzione dei problemi.
- Controllo del livello del fluido idraulico nel serbatoio.
- Controllare visivamente il livello del fluido tramite l'indicatore (vetro a fessura, galleggiante) con la pompa spenta e il fluido raffreddato.
- Il livello è al di sotto del segno minimo o il fluido espone l'ugello di aspirazione?
- Se SÌ (il livello è basso):
- Rabboccare il fluido idraulico al livello consigliato, utilizzando un fluido con specifiche e purezza adeguate (DSTU EN ISO 3498, DSTU EN ISO 4406).
- Verificare la presenza di perdite esterne in tutto il sistema. Eliminateli.
- Se non ci sono perdite, controllare se la pompa aspira aria attraverso gli imbuti del vortice (il livello potrebbe essere basso, ma comunque "accettabile").
- Avviare il sistema e ripetere il test di cavitazione.
- Se NO (il livello è normale): vai al passaggio 3.
- Se SÌ (il livello è basso):
- Ispezionare la linea di aspirazione per eventuali restrizioni.
- Ispezione visiva: controllare che il filtro/filtro di aspirazione non sia contaminato, ispezionare la linea/il tubo flessibile di aspirazione per attorcigliamenti, restringimenti, attorcigliamenti o sovrapposizioni parziali.
- Misurazione del vuoto:
- Installare un vacuometro sulla linea di aspirazione (il più vicino possibile all'ingresso della pompa).
- Avviare il sistema e registrare le letture in condizioni di carico operativo normale.
- Lettura della perdita > -0,3 bar? (Ad esempio, -0,4 bar o -0,5 bar o superiore al valore consigliato dal produttore della pompa).
- Se SÌ (diluizione eccessiva):
- Lavare o sostituire il filtro/rete di aspirazione.
- Controllare il diametro della linea di aspirazione e la sua lunghezza: un diametro troppo piccolo o troppo lungo aumenterà la resistenza. Assicurarsi che il diametro della linea di aspirazione sia almeno uguale al diametro di ingresso della pompa, preferibilmente maggiore.
- Eliminare attorcigliamenti, restringimenti o parziali sovrapposizioni della tubazione.
- Verificare che non ci siano oggetti che ostruiscano il libero flusso del liquido nel serbatoio (ad esempio corpi estranei o pezzi staccati del filtro).
- Dopo l'eliminazione, ripetere la misurazione del vuoto e il test di cavitazione.
- Se NO (il diradamento è normale): vai al passaggio 4.
- Controllare la presenza di aria nella linea di aspirazione.
- Ispezione visiva: accendere la pompa e osservare il fluido nel serbatoio attraverso la finestra di ispezione (se applicabile) o direttamente in corrispondenza del ritorno del fluido: sono presenti bolle o schiuma significative? (Ciò richiede il rispetto della sicurezza).
- Controllo perdite (ATTENZIONE! DPI!):
- Serrare tutti i collegamenti sulla linea di aspirazione: flange, raccordi, fascette.
- Ispezionare la tenuta dell'albero della pompa per individuare eventuali perdite di fluido (segno di infiltrazione d'aria) o passaggio di bolle d'aria.
- È possibile applicare con attenzione una soluzione saponosa su potenziali perdite (mentre la pompa è in funzione, per sicurezza). La comparsa di bolle confermerà l'aspirazione dell'aria.
- Rilevata aspirazione d'aria?
- Se SÌ:
- Sostituire guarnizioni, guarnizioni o tubazioni danneggiate.
- Stringere saldamente tutte le connessioni alla coppia consigliata.
- Assicurarsi che tutti gli elementi della linea di aspirazione (comprese le saldature) siano sigillati.
- Avviare il sistema e ripetere il test di cavitazione.
- Se NO: vai al passaggio 5.
- Se SÌ:
- Controllo della viscosità del fluido idraulico.
- Valutazione visiva: A temperature fredde, il fluido può apparire eccessivamente "denso" o, al contrario, troppo "liquido" ad alte temperature.
- Misurazione della temperatura: assicurarsi che il fluido abbia raggiunto la temperatura operativa consigliata (ad esempio 40-60°C).
- Analisi dei fluidi: prelevare un campione liquido e inviarlo a un laboratorio per la determinazione accurata della viscosità cinematica (DSTU ISO 3104) e dell'indice di viscosità.
- La viscosità del fluido supera i limiti consigliati per questa pompa (solitamente 10-100 cSt alla temperatura di esercizio)?
- Se SÌ:
- Sostituire il fluido idraulico con quello consigliato dal produttore della pompa e del sistema (secondo DSTU EN ISO 3498) con la classe di viscosità corretta (ISO VG).
- Controllare il funzionamento del raffreddatore/riscaldatore del fluido: assicurarsi che il fluido sia mantenuto nell'intervallo di temperatura ottimale.
- Evitare temperature di avvio eccessivamente basse, che aumentano la viscosità. Assicurarsi che il liquido sia riscaldato alla temperatura di esercizio.
- Avviare il sistema e ripetere il test di cavitazione.
- Se NO: vai al passaggio 6.
- Se SÌ:
- Controllo delle condizioni interne della pompa.
- Prestazioni della pompa diminuite nonostante tutti i controlli precedenti e la risoluzione dei problemi? (Appare come rallentamento dell'azionamento, riduzione della pressione massima nonostante i normali parametri del sistema).
- Se SI:
- La causa probabile è l'usura interna della pompa: danni agli elementi di lavoro (ruote dentate, palette, pistoni), usura delle piastre terminali o delle guarnizioni.
- Esegui un test di efficienza volumetrica della pompa. Questo può essere fatto con un flussometro portatile o misurando il tempo di riempimento di un contenitore calibrato sulla linea di ritorno. Una diminuzione dell'efficienza inferiore al 70-80% indica un'usura significativa.
- Pianificare la rimozione e il danneggiamento della pompa.
- Sostituisci o ripara la pompa utilizzando ricambi originali UNITEC.
- Se NO: Nonostante la diagnosi, i sintomi della cavitazione sono ancora presenti e tutti i parametri sono normali? Contattare il produttore dell'apparecchiatura o un tecnico qualificato UNITEC per una diagnosi approfondita, la causa potrebbe non essere standard.
6. Matrice "Causa-guasto"
Questa matrice ti aiuterà a identificare rapidamente le probabili cause profonde della cavitazione in base ai sintomi osservati e ai risultati dei test diagnostici.
| Sintomo | Probabili cause (in ordine decrescente di probabilità) | Test diagnostico | Risultato atteso quando si conferma la causa |
|---|---|---|---|
| Forte rumore (citrito, crepitio, sibilo), vibrazioni, schiuma nel serbatoio, surriscaldamento del liquido, prestazioni ridotte. | 1. Restrizioni all'ingresso (filtro intasato, tubo rotto, diametro della linea troppo piccolo). 2. Basso livello di liquido nel serbatoio. 3. Aspirazione dell'aria nella linea di aspirazione. |
Misurazione del vuoto all'ingresso della pompa (manometro a vuoto). Ispezione visiva del filtro e della linea di aspirazione. Controllo del livello del fluido. Controllo della tenuta della linea di aspirazione. | Depressione in ingresso > -0,3 bar; filtro intasato; pieghe/restringimenti visibili. Livello del fluido inferiore al MIN. Rilevamento di bolle o perdite d'aria. |
| Rumore e vibrazioni, maggiore resistenza all'avviamento a freddo, risposta lenta del sistema, eccessivo surriscaldamento del fluido. | 1. La viscosità del liquido è troppo elevata (tipo sbagliato, bassa temperatura). 2. Restrizioni all'ingresso (diametro della linea troppo piccolo, lunghezza eccessiva). |
Misurazione della temperatura del liquido. Analisi della viscosità dei liquidi. Misurazione del vuoto all'ingresso della pompa. | La temperatura del liquido è inferiore alla temperatura di esercizio; la viscosità del liquido è superiore a quella consigliata (>100 cSt). Vuoto > -0,3 bar. |
| Funzionamento "morbido" del sistema, pressione instabile, il liquido diventa torbido, schiuma nel serbatoio, stridore o sibilo. | 1. Aspirazione dell'aria nella linea di aspirazione. 2. Basso livello del fluido nel serbatoio. |
Ispezione visiva (bolle nel liquido), verifica della tenuta delle giunzioni con soluzione saponosa, ispezione della tenuta dell'albero della pompa. Controllo del livello del fluido. | Bolle visibili nel liquido nel serbatoio; rilevamento di perdite d'aria sui collegamenti o sulla tenuta dell'albero. Livello del fluido inferiore al MIN. |
| Rumore e vibrazioni prolungati e costanti, progressivo calo delle prestazioni, aumento della temperatura del corpo della pompa, particelle metalliche nel liquido (quando analizzato). | 1. Usura interna della pompa (pale, ingranaggi, pistoni, guarnizioni). 2. Cavitazione a lungo termine e senza rimedio. |
Test sul rendimento volumetrico della pompa. Analisi liquida per particelle metalliche da usura. Smantellamento e difettosità della pompa. | Efficienza volumetrica inferiore al 70-80%; una quantità significativa di particelle metalliche nel liquido; usura visibile dei componenti interni della pompa. |
7. Analisi delle cause profonde di ogni malfunzionamento
Una comprensione approfondita delle cause profonde è fondamentale per una riparazione efficace e la prevenzione delle recidive di cavitazione.
1. Restrizioni all'ingresso (restrizione)
- Perché ciò accade: limitando il flusso del fluido idraulico all'ingresso della pompa si crea un vuoto eccessivo (pressione negativa) nella linea di aspirazione. Questa rarefazione abbassa la pressione del liquido al di sotto della pressione di vapore saturo, provocando la formazione di bolle di vapore. Dopo essere entrate nella zona ad alta pressione della pompa, queste bolle collassano improvvisamente (implodono), creando onde d'urto. Le cause più comuni includono: un filtro di aspirazione (rete) intasato o un filtro con un grado di micron eccessivamente piccolo, un tubo di aspirazione piegato o parzialmente ostruito, un diametro della linea di aspirazione troppo piccolo (per il flusso pompato), una lunghezza eccessiva della linea di aspirazione, troppi gomiti, raccordi o valvole nella linea di aspirazione, un ingresso del serbatoio ostruito.
- Come confermare: Misurare il vuoto con un manometro direttamente all'ingresso della pompa. Una lettura del vuoto superiore a -0,3 bar (o superiore al valore consigliato dal produttore della pompa) conferma il problema. Inoltre, viene eseguita un'ispezione visiva del filtro e della tubazione per individuare danni visibili o contaminazione.
- Quali danni si verificano: Erosione costante delle superfici di lavoro della pompa a causa dell'implosione di bolle. Distruzione del fluido idraulico (degradazione), surriscaldamento, aumento del rumore e delle vibrazioni, guasto prematuro della pompa, che può portare al guasto catalitico dell'intero sistema idraulico.
2. Basso livello del liquido nel serbatoio
- Perché ciò accade: Un volume insufficiente di fluido idraulico nel serbatoio fa sì che il tubo di aspirazione della pompa sia parzialmente esposto o raggiunga il livello in cui si formano imbuti a vortice, aspirando l'aria atmosferica direttamente nella linea di aspirazione. Ciò può anche comportare un tempo di sedimentazione insufficiente affinché il liquido rimuova l'aria e un raffreddamento insufficiente del liquido.
- Come verificare: Controllo visivo del livello del liquido tramite l'indicatore (vetro a fessura, galleggiante). Controllare il sistema per eventuali perdite esterne che potrebbero aver causato l'abbassamento del livello.
- Quali danni sono causati da: Intrappolamento d'aria (che è una forma di cavitazione), surriscaldamento del fluido idraulico, riduzione delle sue proprietà lubrificanti, danni alla pompa dovuti a carichi d'urto e maggiore usura.
3. La viscosità del liquido è troppo elevata
- Perché ciò accade: Se la viscosità del fluido idraulico è eccessivamente elevata (ad esempio, a causa dell'uso del tipo sbagliato di fluido, la temperatura ambiente è troppo bassa, soprattutto durante un avviamento a freddo, o un malfunzionamento del sistema di riscaldamento del fluido), il fluido diventa troppo "denso" per fluire liberamente attraverso la linea di aspirazione fino alla pompa. Ciò aumenta notevolmente la resistenza idraulica al flusso, creando un vuoto eccessivo all'ingresso della pompa, con conseguente cavitazione.
- Come verificare: misurare la temperatura del fluido nel serbatoio e nella linea di ritorno. Analisi di laboratorio di liquidi per la determinazione accurata della viscosità cinematica (DSTU ISO 3104) e dell'indice di viscosità. Confronto dei valori ottenuti con quelli consigliati dal produttore della pompa e del sistema idraulico.
- Quali danni sono causati da: Carico eccessivo sulla pompa e sul motore di azionamento, surriscaldamento del fluido, ridotta efficienza del sistema, maggiore usura dei componenti interni della pompa a causa dell'attrito abrasivo e carichi d'urto dovuti alla cavitazione.
4. Aspirazione dell'aria nella linea di aspirazione
- Perché ciò accade: Anche con un livello del fluido normale e senza restrizioni significative, l'aria atmosferica può entrare nella linea di aspirazione attraverso connessioni che perdono (raccordi, flange, guarnizioni allentati o danneggiati), tubi flessibili danneggiati, guarnizioni dell'albero della pompa difettose, crepe nelle tubazioni o saldature difettose. Le bolle d'aria, entrando nella pompa, si comprimono e si espandono, simulando la cavitazione, e contribuiscono anche all'ossidazione del fluido idraulico.
- Come confermare: ispezionare visivamente il fluido nel serbatoio per individuare eventuali bolle o schiuma persistenti. Controllare i collegamenti con una soluzione saponosa o appositi spray rivelatori (la comparsa di bolle confermerà l'aspirazione dell'aria). Ispezione approfondita della tenuta dell'albero della pompa.
- Che danni provoca: Rumore, vibrazioni, ossidazione e degrado del fluido idraulico, distruzione dello strato lubrificante sui componenti interni della pompa, aumento dell'usura, funzionamento "morbido" e instabile del sistema a causa della presenza di aria compressa.
5. Usura interna della pompa
- Perché ciò accade: Nel corso del tempo, a causa della normale usura operativa, della contaminazione da fluidi abrasivi (non conformità con DSTU EN ISO 4406) o del funzionamento a lungo termine in condizioni di cavitazione, i componenti interni della pompa (ruote dentate, palette, pistoni, cilindri, piastre terminali) si usurano. Ciò aumenta i giochi interni, con conseguente calo dell'efficienza volumetrica, aumento delle perdite interne e può creare zone locali di bassa pressione all'interno della pompa, contribuendo allo sviluppo di cavitazione.
- Come confermarlo: Test di efficienza volumetrica della pompa (un calo di efficienza inferiore al 70-80% indica un'usura significativa). Analisi dei liquidi per particelle soggette a usura (metalli) mediante analisi spettrale. Smontaggio e ispezione approfondita della pompa.
- Che danni provoca: Riduzione progressiva delle prestazioni e della pressione, aumento del rumore, delle vibrazioni, surriscaldamento della pompa, guasto completo della pompa per danni ai componenti interni.
8. Procedure dettagliate per la risoluzione dei problemi
ATTENZIONE: PRIMA DI INIZIARE QUALSIASI LAVORO, GARANTIRE SEMPRE LA SICUREZZA: BLOCCO/MARCATURA (LOTO), SCARICO DELLA PRESSIONE RESIDUA E UTILIZZO DI DPI!
1. Rimozione delle restrizioni all'ingresso:
- Misurare il vuoto: collegare un vacuometro (intervallo da -1 a 0 bar) al punto di prova sulla linea di aspirazione il più vicino possibile alla pompa. Avviare il sistema e registrare le letture. Il campo di vuoto normale va da -0,1 a -0,3 bar. Una lettura > -0,3 bar indica un problema.
- Controllo e sostituzione del filtro: Spegnere il sistema (LOTO!). Rimuovere e ispezionare il filtro o lo schermo di aspirazione. Se è intasato, pulirlo o sostituirlo con un nuovo elemento con la gradazione micron consigliata (es. 100-150 micron per l'aspirazione).
- Ispezione delle tubazioni: ispezionare attentamente i tubi di aspirazione e le tubazioni metalliche per individuare eventuali attorcigliamenti, attorcigliamenti, costrizioni, distacco dello strato di gomma interno del tubo o danni. Sostituire le aree danneggiate con elementi di diametro e materiale adeguati che siano conformi alla norma DSTU EN ISO 1432.
- Controllo del diametro della linea: assicurarsi che il diametro interno della linea di aspirazione corrisponda o superi il diametro dell'ingresso della pompa. La velocità del flusso ottimale nella linea di aspirazione dovrebbe essere compresa tra 0,6 e 1,2 m/s.
- Ridurre la resistenza: se possibile, ridurre il numero di raccordi, gomiti o valvole nella linea di aspirazione. Riduci la sua lunghezza al minimo.
- Verifica: una volta terminato il lavoro, avviare il sistema e misurare nuovamente il vuoto. Dovrebbe tornare nell'intervallo accettabile. Verificare la presenza di rumore e vibrazioni.
2. Correzione del basso livello del liquido nel serbatoio:
- Valutazione del livello: Spegni il sistema (LOTO!). Controllare il livello del liquido sull'indicatore. Se è inferiore al punteggio minimo.
- Ricerca di perdite: ispezionare l'intero sistema idraulico per individuare eventuali perdite esterne: tubi flessibili, tubi, raccordi, guarnizioni, cilindri. Riparare le perdite sostituendo i componenti danneggiati o serrando le connessioni.
- Rabbocco del fluido: Rabboccare il fluido idraulico fino al livello consigliato (normalmente 2/3 - 3/4 dell'altezza del serbatoio). Utilizzare solo il liquido consigliato dal produttore, con la classe di purezza adeguata (filtrazione almeno 10 μm durante il riempimento). Non mescolare diversi tipi di liquidi.
- Verifica: avvia il sistema. Assicurarsi che il livello sia stabilizzato, non ci sono imbuti a vortice sopra la bocchetta di aspirazione. Verificare l'assenza di rumori di cavitazione.
3. Correzione della viscosità del fluido idraulico:
- Misura la temperatura: utilizza il termometro IR per misurare la temperatura del liquido. Se la temperatura è inferiore alla temperatura operativa consigliata (<40°C), accendere il sistema di riscaldamento o consentire al sistema di riscaldarsi al minimo fino al raggiungimento della temperatura ottimale.
- Analisi del fluido: prelevare un campione del fluido e inviarlo al laboratorio per la viscosità cinematica a 40°C e 100°C. Confrontare i risultati con le specifiche del produttore della pompa.
- Sostituzione del fluido: Se l'analisi mostra che la viscosità del fluido non soddisfa i requisiti o che il fluido si è degradato (l'indice di viscosità è ridotto, il contenuto di acqua o impurità è elevato), scaricare completamente il vecchio fluido, lavare il sistema e riempirlo con uno nuovo raccomandato dal produttore (classe di purezza secondo DSTU EN ISO 4406).
- Verifica: dopo aver sostituito o raggiunto la temperatura di esercizio, misurare il vuoto all'ingresso della pompa. Dovrebbe essere entro limiti accettabili. Verificare il funzionamento stabile e l'assenza di cavitazione.
4. Eliminazione dell'aspirazione dell'aria:
- Ispezione visiva: avviare il sistema e osservare la presenza di bolle nel liquido nel serbatoio. Prestare particolare attenzione alla tenuta dell'albero della pompa.
- Controllo perdite (ATTENZIONE! DPI!): Spegnere il sistema (LOTO!). Stringere tutti i bulloni sui collegamenti flangiati e sui raccordi della linea di aspirazione alla coppia consigliata. Avviare la pompa e applicare con attenzione una soluzione saponosa su tutti i giunti e le guarnizioni dell'albero sospetti. La comparsa di schiuma o bolle indica un sito di aspirazione.
- Sostituzione di guarnizioni e componenti: Se si riscontrano perdite, sostituire le guarnizioni, le guarnizioni (comprese le guarnizioni dell'albero della pompa), i tubi flessibili o i raccordi danneggiati. Utilizza componenti UNITEC di alta qualità che soddisfano gli standard CE e UkrSEPRO.
- Verifica: avvia il sistema. Verificare la presenza di bolle nel serbatoio e rumori di cavitazione.
5. Riparazione o sostituzione di una pompa usurata:
- Test di efficienza: se tutti i passaggi precedenti non hanno risolto il problema, eseguire un test di efficienza volumetrica della pompa. Utilizzare un flussometro portatile per misurare il flusso effettivo. Confrontarlo con la portata nominale della pompa alla pressione data. L'efficienza volumetrica inferiore al 70% indica la necessità di riparazione o sostituzione.
- Smantellamento (LOTO!): Spegnere il sistema, fornire LOTO, alleviare la pressione. Scollegare la pompa dal sistema idraulico e guidare.
- Difetto: Effettuare un difetto completo della pompa. Ispezionare gli elementi di lavoro (ingranaggi, pale, pistoni, cilindri, piastre terminali) per usura, graffi, erosione. Controllare le distanze con le sonde.
- Riparazione/Sostituzione: Se l'usura è significativa, sostituire la pompa con una nuova o revisionarla utilizzando i kit di riparazione originali UNITEC. Assicurarsi che il centraggio corretto della pompa con il motore di azionamento (deviazione tollerabile <0,05 mm).
- Verifica: dopo aver installato la pompa nuova/ricondizionata, riempirla di fluido. Avviare il sistema, verificare l'assenza di cavitazione, la pressione e le prestazioni normali. Esegui un test di efficienza.
9. Precauzioni
La prevenzione è il modo più efficace per evitare la cavitazione e garantire la longevità del sistema idraulico.
| La causa principale | Strategia di prevenzione | Metodo di monitoraggio | Intervallo consigliato |
|---|---|---|---|
| Restrizioni all'ingresso | Ispezione e sostituzione regolari del filtro/rete di aspirazione. Utilizzo di filtri con area di filtrazione e grado di micron adeguati. Progettare una linea di aspirazione con resistenza minima. | Ispezione visiva del filtro. Controllo della caduta di pressione sul filtro. Misurazione del vuoto all'ingresso della pompa. | Mensile (filtro), trimestrale (diluizione). |
| Basso livello del fluido | Controllo regolare del livello del fluido. Eliminazione immediata di eventuali perdite. Correggere il rabbocco del liquido fino al livello consigliato. | Controllo visivo sull'indicatore di livello. Revisione settimanale delle perdite. | Giornaliero (livello), settimanale (fonti). |
| La viscosità del liquido è troppo elevata | Utilizzare il fluido idraulico consigliato dal produttore con il grado di viscosità (ISO VG) e l'intervallo di temperatura di esercizio corretti. Garantire il funzionamento del sistema di riscaldamento del liquido nella stagione fredda. | Controllo della temperatura di lavoro del liquido. Analisi di laboratorio del liquido per la viscosità. | Giornaliera (temperatura), annuale (analisi dei fluidi). |
| Aspirazione dell'aria | Controllo regolare della tenuta di tutti i collegamenti della linea di aspirazione. Sostituzione tempestiva delle guarnizioni dell'albero della pompa e dei tubi/condutture danneggiati. | Ispezione visiva (bolle nel serbatoio). Controllare i collegamenti per "sudorazione" o perdite. | Mensile. |
| Usura interna della pompa | Mantenimento della pulizia del fluido idraulico (DSTU EN ISO 4406). Utilizzo di liquido con proprietà lubrificanti ottimali. Monitoraggio regolare delle condizioni della pompa (vibrazioni, rumore, temperatura). | Analisi dei liquidi per particelle di usura (metalli). Test sul rendimento volumetrico della pompa. Monitoraggio delle vibrazioni e acustico. | Annuale (analisi), trimestrale (efficienza, vibrazioni/rumore). |
10. Pezzi di ricambio e componenti
Per una rimozione rapida ed efficace della cavitazione, è importante avere a portata di mano i pezzi di ricambio appropriati. UNITEC-D GmbH offre una vasta gamma di componenti idraulici di alta qualità certificati CE e UkrSEPRO.
| Descrizione della parte | Specifica | Quando sostituire | Categoria UNITEC |
|---|---|---|---|
| Filtro/griglia di aspirazione | Classificazione micron 100-150 micron, materiale (acciaio inossidabile, materiali sintetici). Conformità ISO 16889. | Secondo l'indicatore di inquinamento o la manutenzione programmata (ogni 1000-2000 ore). Con significativa diluizione. | Elementi filtranti e alloggiamenti |
| Guarnizione dell'albero della pompa | Materiale (NBR, FKM), dimensione. Resistenza al fluido idraulico e alla temperatura. | Quando viene rilevata una perdita di liquido/aria lungo l'albero della pompa. Durante la revisione della pompa. | Elementi di tenuta |
| Tubi idraulici | Pressione (bar), diametro interno (mm), materiale, lunghezza. Conformità alle norme EN 853, EN 857. | Quando vengono rilevate crepe, attorcigliamenti, delaminazione, "sudorazione" o perdite. | Tubi e raccordi |
| Raccordi e adattatori | Tipo di filettatura (metrico, BSP), materiale (acciaio, acciaio inossidabile). Conformità ISO 8434. | In caso di danni alla filettatura, deformazioni, perdite. | Tubi e raccordi |
| Fluido idraulico | Tipo (HLP, HVLP), classe di viscosità (ISO VG), produttore. Conformità alla norma DSTU EN ISO 3498. | In base alla manutenzione programmata o ai risultati dell'analisi dei fluidi (ogni 2000-4000 ore). Quando gli immobili sono degradati. | Fluidi idraulici |
| Kit di riparazione della pompa | Kit originale per uno specifico modello di pompa (guarnizioni, cuscinetti, piastre, ingranaggi/pale). | In caso di usura interna della pompa, confermata da difetti. | Kit di riparazione per pompe |
Per ordinare e selezionare i pezzi di ricambio necessari, visitare il nostro catalogo elettronico: www.unitecd.com/e-catalog/
11. Collegamenti
- DSTU EN ISO 4406: Energia idraulica del liquido. liquidi Metodo per codificare il livello di inquinamento da particelle solide.
- DSTU ISO 2901: Pompe e motori idraulici. Parametri e caratteristiche di funzionamento.
- DSTU EN ISO 3498: Sistemi idraulici. Requisiti per i fluidi idraulici.
- ISO 10816-1: Vibrazioni meccaniche. Valutazione delle vibrazioni della macchina in base ai risultati delle misurazioni su parti fisse. Istruzioni generali.
- EN 837-1: Manometri. Parte 1: Manometri a molla.
- DSTU EN 61672-1: Elettroacustica. Fonometri. Parte 1: Requisiti tecnici.
- Manuali di funzionamento e manutenzione delle apparecchiature OEM (Original Equipment Manufacturer).
- UNITEC-D GmbH. Altri manuali per la manutenzione degli impianti idraulici.