Manuale di manutenzione della pompa centrifuga: sostituzione delle guarnizioni, ispezione della girante e test della curva delle prestazioni

1. Ambito e scopo

Il presente manuale di manutenzione è rivolto a ingegneri e tecnici che eseguono manutenzioni programmate e straordinarie su pompe centrifughe industriali standard. Copre procedure critiche come la sostituzione della guarnizione frontale, l'ispezione dettagliata della girante e del corpo e il test funzionale della pompa misurandone la curva delle prestazioni. L'obiettivo è garantire la massima affidabilità, efficienza e prolungamento della durata delle apparecchiature di pompaggio utilizzate nelle imprese di produzione dell'Ucraina. L'applicazione di questa guida consente di rispondere rapidamente ai malfunzionamenti e di implementare misure proattive per prevenire guasti in conformità con i requisiti della norma DSTU EN ISO 9905:2018.

La manutenzione deve essere eseguita in caso di: manutenzione pianificata secondo il programma, rilevamento di perdite dalla guarnizione terminale, riduzione delle prestazioni della pompa, aumento delle vibrazioni o del rumore, nonché durante riparazioni importanti delle apparecchiature.

2. Misure di sicurezza

DEVONO RISPETTARE!

Prima di iniziare qualsiasi lavoro di manutenzione sulla pompa, assicurarsi che tutte le apparecchiature siano diseccitate e isolate dalle fonti di alimentazione in conformità con la procedura LOTO (Lockout/Tagout). Ciò include l'energia elettrica al motore, l'alimentazione del fluido pressurizzato (arresto delle valvole di ingresso e uscita) e qualsiasi energia ausiliaria (pneumatica, idraulica).

• Isolamento dalle fonti di energia: Spegnere la pompa e la sua trasmissione. Bloccare ed etichettare tutti gli interruttori e le valvole.
• Sfiato della pressione: drenare il fluido di lavoro dal corpo della pompa e dalle tubazioni. Assicurarsi che la pressione interna sia uguale alla pressione atmosferica.
• Temperatura elevata: lasciare raffreddare la pompa a una temperatura sicura se ha funzionato con liquidi caldi. Le superfici possono rimanere calde per lungo tempo.
• Pericolo chimico: quando si lavora con liquidi aggressivi, tossici o infiammabili, utilizzare dispositivi di protezione individuale (DPI) adeguati e garantire una ventilazione adeguata. Scaricare i liquidi in contenitori appositamente designati.
• Parti rotanti: Non lavorare mai sulla pompa se è sotto tensione e sussiste il rischio di avvio non autorizzato.
• Componenti pesanti: utilizza meccanismi di sollevamento per spostare in sicurezza le parti pesanti della pompa (motore, involucro).

Dispositivi di protezione individuale (DPI):

• Occhiali di sicurezza o visiera: obbligatori per qualsiasi lavoro.
• Guanti protettivi: Resistenti alle sostanze chimiche quando si lavora con liquidi o durevoli per lavori meccanici.
• Scarpe antinfortunistiche: Con punta in metallo.
• Indumenti protettivi: tuta.
• Protezione dell'udito: quando si lavora vicino ad apparecchiature rumorose.

3. Strumenti e materiali necessari

4. Lista di controllo prima della manutenzione

5. Procedura passo passo

5.1. Preparazione e smontaggio della pompa

1. Esegui la procedura LOTO (Lockout/Tagout):

   Assicurati che la pompa sia completamente diseccitata e isolata da tutte le fonti di alimentazione.

   • Spegnere l'alimentazione elettrica al motore della pompa e installare gli interblocchi e i segnali di avvertenza.
   • Chiudere le valvole di ingresso e uscita sulle tubazioni che alimentano e rimuovono il liquido dalla pompa. Bloccateli.
   • Aprire le valvole di drenaggio e scaricare completamente il fluido di lavoro dal corpo della pompa e dalle tubazioni. Assicurarsi che non vi sia pressione residua.
   • Se la pompa è stata utilizzata con liquidi caldi, lasciarla raffreddare a una temperatura inferiore a 40°C.

   Errori comuni: un flusso di fluido insufficiente può causare fuoriuscite e ustioni pericolose.

2. Sgancio della frizione:
   • Rimuovere il coperchio protettivo della frizione.
   • Contrassegnare la posizione relativa delle metà del giunto (ad esempio, con un angolo o un contrassegno) per facilitare il riassemblaggio e mantenere l'equilibrio.
   • Allentare i bulloni che collegano i semigiunti. Separarli con attenzione, assicurandosi che l'albero motore e l'albero pompa ruotino liberamente.
3. Smontaggio del motore (se necessario):
   • Scollegare i cavi elettrici del motore (fotografare prima lo schema di collegamento).
   • Allentare i bulloni di montaggio del motore sul telaio della pompa.
   • Utilizzando il meccanismo di sollevamento, rimuovere con attenzione il motore e riporlo in un luogo sicuro.

   Errori comuni: contrassegnare erroneamente i cavi può causare errori di connessione e danni al motore.

4. Rimozione dell'alloggiamento del cuscinetto e della guarnizione terminale:
   • Allentare i bulloni che fissano l'alloggiamento del cuscinetto alla luce della pompa o al coperchio posteriore.
   • Rimuovere con attenzione l'alloggiamento del cuscinetto insieme all'albero della pompa e alla vecchia guarnizione terminale. Evitare di danneggiare l'albero.
   • Pulire tutte le superfici dai resti di guarnizioni e sigillante.
5. Smontaggio della girante:
   • Fissare l'albero della pompa in una morsa con cuscinetti morbidi.
   • Svitare il dado di bloccaggio della girante (solitamente ha una filettatura sinistrorsa, verificare con la documentazione del produttore).
   • Utilizzando un estrattore, rimuovere con attenzione la girante dall'albero. Non colpire mai la girante con un martello, potrebbe danneggiarla o sbilanciarla.
   • Rimuovere la chiave.

5.2. Ispezione dei componenti

6. Ispezione della girante:
   • eseguire un'ispezione visiva approfondita per rilevare eventuali segni di cavitazione (superficie spugnosa), erosione (usura del metallo), corrosione, crepe o danni meccanici.
   • Controllare l'affilatura dei bordi delle lame e l'assenza di dentellature.
   • Misurare il diametro esterno della girante e confrontarlo con il valore nominale o con il minimo consentito.
   • Misurare il gioco assiale e radiale della girante rispetto all'alloggiamento o agli anelli di usura (se applicabile). Lo spazio radiale consentito tra la ruota di lavoro e l'anello di usura è 0,25 - 0,50 mm.
   • Controllare i fori di bilanciamento (se presenti) per eventuali ostruzioni.

   Errori comuni: ignorare danni minori può comportare una riduzione dell'efficienza e un aumento delle vibrazioni.

7. Ispezione dell'alloggiamento della pompa e degli anelli di usura:
   • Ispezionare la superficie interna dell'alloggiamento per verificare l'eventuale presenza di erosione, corrosione o cavitazione, soprattutto nell'area dell'interruzione e del passaggio a spirale.
   • Se la pompa è dotata di anelli di usura, ispezionarli per usura e danni. Un gioco eccessivo tra la girante e gli anelli di usura porta a una significativa perdita di efficienza.
   • Ispezionare le superfici di tenuta delle flange per eventuali deformazioni e danni.
8. Ispezione dell'albero della pompa:
   • Ispeziona l'albero per verificare che non presenti corrosione, crepe, vaiolature o usura, soprattutto nell'area in cui sono installati la guarnizione terminale e i cuscinetti.
   • Utilizzando un indicatore di tipo orologio, misurare l'eccentricità dell'albero. L'eccentricità radiale massima consentita dell'albero nella zona di tenuta non deve superare 0,05 mm.
   • Controllare l'usura della sede della chiavetta.
9. Ispezione dei cuscinetti:
   • Ispezionare visivamente i cuscinetti per rilevare eventuali segni di surriscaldamento, scolorimento del grasso, crepe o altri danni.
   • Ruotare con attenzione i cuscinetti, prestando attenzione a rumori insoliti o asperità.
   • Controllare la pulizia dell'unità cuscinetto.
   • Se i cuscinetti mostrano segni di usura, devono essere sostituiti. Utilizzare i cuscinetti consigliati dal produttore (ad esempio, classe C3 per la maggior parte delle pompe).

5.3. Sostituzione della guarnizione terminale

10. Preparazione per l'installazione di una nuova guarnizione:
    • Pulire accuratamente l'albero della pompa e le sedi da sporco, ruggine o residui della vecchia guarnizione. Utilizzare un detergente per freni o un altro sgrassatore specializzato.
    • Controllare l'albero per eventuali spigoli vivi o bave che potrebbero danneggiare gli elementi di tenuta della nuova guarnizione terminale. Se necessario pulire accuratamente con un abrasivo fine.
    • Applicare uno strato sottile di rivestimento antifrizione o lubrificante pulito (compatibile con il fluido operativo) all'albero nel punto in cui entra in contatto con gli elementi di tenuta in gomma per facilitare l'installazione e prevenire danni.

    Errori comuni: sporco o danni all'albero sono la causa principale del rapido guasto di una nuova tenuta.

11. Installazione della parte stazionaria della guarnizione terminale:
    • Installare con attenzione l'anello stazionario (solitamente in ceramica o carburo di silicio) nel corpo o nel coperchio della pompa. Non toccare la superficie di lavoro con le mani, utilizzare guanti puliti.
    • Assicurarsi che l'anello fisso aderisca saldamente alla sua sede, senza distorsioni.
12. Per installare la parte rotante della tenuta terminale:
    • Avvolgere l'estremità dell'albero con nastro isolante pulito (o utilizzare uno speciale cono di montaggio) in modo che gli elementi in gomma della tenuta non vengano danneggiati dalla sede per chiavetta o da spigoli vivi.
    • Spingere con cautela la parte rotante della guarnizione terminale sull'albero fino in fondo.
    • Rimuovere il nastro isolante/cono di montaggio.
13. Regolazione della guarnizione terminale (se richiesta):
    • Alcuni tipi di guarnizioni terminali richiedono un posizionamento assiale preciso o una regolazione della precompressione. Seguire le istruzioni del produttore.
    • In genere, per le tenute terminali a cartuccia, l'impostazione della distanza è automatica, utilizzando fermi temporanei che vengono rimossi dopo l'installazione della pompa.

5.4. Assemblaggio della pompa

14. Installazione della girante:
    • Installare la chiavetta nella scanalatura dell'albero.
    • Spingere la girante sull'albero fino in fondo.
    • Закрутіть контргайку робочого колеса. Затягніть її динамометричним ключем до моменту 80-100 Нм (або згідно рекомендацій виробника). Перевірте, чи робоче колесо вільно обертається, не зачіпаючи корпус.

    Errori comuni: una coppia di serraggio insufficiente può portare all'indebolimento della girante, mentre una coppia eccessiva può portare alla deformazione.

15. Gruppo alloggiamento del cuscinetto e coperchio posteriore:
    • Installa nuove guarnizioni o O-ring.
    • Montare con attenzione l'alloggiamento del cuscinetto insieme all'albero e alla girante in posizione, allineandoli con l'alloggiamento della pompa.
    • Stringere i bulloni di montaggio in modo uniforme e in sequenza a una coppia di 40-50 Nm (a seconda delle dimensioni dei bulloni).
    • Assicurarsi che l'albero ruoti liberamente senza inceppamenti.
16. Installazione del motore e della frizione:
    • Installa il motore in posizione e fissalo con i bulloni, serrandoli a una coppia di 50-70 Nm.
    • Collegare le metà del giunto utilizzando i segni fatti durante lo smontaggio. Stringere i bulloni del giunto con una coppia di 25-30 Nm.
    • Allineamento obbligatorio degli alberi: allinea con precisione gli alberi del motore e della pompa utilizzando un sistema di allineamento laser o un indicatore di tipo orologio. Disallineamento consentito: radiale - non più di 0,05 mm, angolare - non più di 0,05 mm/100 mm della lunghezza del giunto.
    • Installare la copertura protettiva del giunto.

    Errori comuni: uno scarso allineamento dell'albero è la causa principale dell'aumento delle vibrazioni e dell'usura dei cuscinetti e delle guarnizioni terminali.

5.5. Test della curva di prestazione

Questa procedura viene eseguita per confermare che la pompa funziona secondo le specifiche dichiarate dal produttore dopo la manutenzione.

17. Preparazione per il test:
    • Assicurarsi che la pompa sia completamente assemblata, che le tubazioni siano collegate e che il sistema sia riempito con il fluido di lavoro.
    • Installare manometri calibrati sulle linee di ingresso e uscita della pompa.
    • Collegare un flussometro tarato sulla linea di uscita.
    • Collegare un amperometro e un voltmetro al motore per misurare il consumo energetico.
18. Esecuzione del test:
    • Avviare la pompa, assicurandosi che non ci sia aria nel sistema (deareazione).
    • Iniziare con la valvola di uscita completamente aperta (flusso massimo).
    • Registrare le letture del flussometro, dei manometri (pressione all'ingresso P_in e all'uscita P_out), nonché le letture dei dispositivi elettrici (corrente I, tensione U).
    • Chiudere gradualmente la valvola di uscita, effettuando almeno 5-7 misurazioni per diversi punti di flusso fino alla completa chiusura (flusso zero). Ad ogni punto di misurazione, attendere che le letture si stabilizzino.
19. Elaborazione dati:
    • Calcola la pressione della pompa H per ciascun punto: H = (P_out - P_in) / (ρ * g) + ΔZ, dove ρ è la densità del liquido, g è l'accelerazione della caduta libera, ΔZ è la differenza di altezza tra i punti di misurazione della pressione.
    • Calcolare il consumo energetico del motore (se non misurato direttamente) e l'efficienza della pompa.
    • Tracciare le curve di dipendenza della prevalenza (H), della potenza (P) e dell'efficienza (η) rispetto alla portata (Q).
    • Confrontare le curve ottenute con i dati tessera della pompa (secondo DSTU EN ISO 9906:2018). Deviazioni fino al 5% sono considerate accettabili. Deviazioni maggiori richiedono una diagnostica aggiuntiva.

6. Lista di controllo dopo la manutenzione

7. Guida alla risoluzione dei problemi

8. Programma di manutenzione consigliato

9. Elenco dei pezzi di ricambio

Per ordinare pezzi di ricambio originali e analoghi di alta qualità, fare riferimento al catalogo elettronico UNITEC-D: https://www.unitecd.com/e-catalog/

10. Collegamenti

• DSTU EN ISO 9905:2018 Pompe centrifughe industriali. Requisiti tecnici.
• DSTU EN ISO 9906:2018 Prove operative delle caratteristiche idrauliche. Classi di accettazione per pompe centrifughe, a flusso misto e assiali.
• DSTU ISO 10816-3:2018 (EN ISO 10816-3:2009, IDT) Vibrazioni meccaniche. Valutazione delle vibrazioni della macchina in base ai risultati delle misurazioni su parti non rotanti. Parte 3. Macchinari industriali con potenza nominale superiore a 15 kW e velocità nominale superiore a 120 giri/min (ISO 10816-3:2009, IDT).
• ISO 21049:2019 Pompe. Guarnizioni terminali per pompe centrifughe e rotative.
• Istruzioni per il funzionamento e la manutenzione delle pompe del produttore dell'apparecchiatura.