1. Descrizione del problema e campo di applicazione

La cavitazione nei sistemi idraulici industriali è un processo distruttivo critico che si verifica a causa della formazione e del collasso istantaneo di bolle di vapore nel flusso di fluido a seguito di una riduzione della pressione al di sotto della pressione di vapore saturo dell'ambiente di lavoro. Questo manuale copre la diagnosi e la rimozione dei processi di cavitazione nei pompi a ingranaggi, a palette e a pistoni assiali utilizzati nei pressi, negli stampi, nell'attrezzatura metallurgica e negli impianti energetici degli impianti industriali ucraini.

Classificazione della severità: Stato critico (Severity Level 1). L'ignoranza dei sintomi di cavitazione porta a un danneggiamento catastrofico degli organi di lavoro della pompa (erosione del metallo dei pistoni, piastre, carcasse), una riduzione improvvisa dell'efficienza volumetrica, surriscaldamento dell'olio e blocco completo dell'aggregato entro 50–200 ore di funzionamento.

2. Misure preventive e sicurezza

ATTENZIONE! ALTO RISPETTO DELLA PRESSIONE E AMBIENTE CALDO:

Blocco/Marcatura (LOTO): Prima di eseguire qualsiasi lavoro meccanico o di verifica della linea di aspirazione, disattivare completamente l'alimentazione elettrica del motore pompa e bloccare l'interruttore principale (Lockout/Tagout).

Svuotamento della pressione residua: Verificare l'assenza di pressione residua nel sistema idraulico, aprendo i valvole di sicurezza o le tubazioni di scarico. La pressione di esercizio nel sistema può raggiungere 350 bar.

Mezzi di protezione individuale (MPI): Utilizzo obbligatorio di occhiali di protezione, guanti in gomma, calzature protettive con punta metallica e abbigliamento termoresistente. La temperatura di lavoro dell'olio nel serbatoio può raggiungere +80 °C.

Pericolo di iniezione di liquidi: Mai verificare la tenuta dei tubi di aspirazione e di mandata a mano. Un sottile getto di liquido a alta pressione è in grado di perforare la pelle e causare un'intossicazione grave dell'organismo.

3. Strumenti diagnostiche necessari

Nome dell'attrezzo	Specificazione / Modello	Intervallo di misurazione	Applicazione
Digitale manometro / Blocco manometrico	Classe di precisione 0,6, con smorzamento	-1 fino a +10 bar (aspirazione), 0 fino a 400 bar (pressione)	Misurazione del vuoto sul lato di aspirazione e delle oscillazioni di pressione
Analizzatore di vibrazione portatile	Con l'analisi FFT e demodulazione dell'envolvente (HFE)	10 Hz – 10 kHz, velocità di vibrazione fino a 50 mm/s	Rilevamento di armoniche ad alta frequenza caratteristiche della cavitazione
Termovalvola	Risoluzione di 160x120 pixel	-20 °C fino a +250 °C	Definizione del surriscaldamento locale nella zona della piastra di distribuzione o del corpo pompa
Ultrasonico tracciante	Intervallo di frequenza 35–45 kHz	Indicatore di ampiezza	Localizzazione dell'ingresso d'aria attraverso l'incastro della linea di aspirazione
Viscosimetro / Termometro	Misuratore di viscosità portatile a rotazione	10 – 500 cSt, 0 fino a +100 °C	Controllo della viscosità cinematica del fluido di lavoro

4. Checklist dell'ispezione iniziale

Parametro / Nodo	Cose osservare e registrare	Valori normativi	Stato (Ok / Guasto)
Livello del fluido di lavoro	Controllo visivo del vetro del serbatoio durante il funzionamento dei cilindri	Al di sopra della marca minima del 50-70%, assenza di strappi nel serbatoio	[ ]
Stato del filtro aspirante	Differenza di pressione prima e dopo l'elemento filtrante (indicatore di contaminazione)	ΔP < 0.2 bar (elemento pulito)	[ ]
Fondo sonoro della pompa	Valutazione udibile del funzionamento (rumore tipico, rumore di frizione del materiale)	Silenzioso rumore uniforme del motore elettrico e della pompa	[ ]
Temperatura del corpo pompa	Misurazione con pirometro nella zona del flangia di aspirazione	+45 °C ... +65 °C (massimo +75 °C)	[ ]
Stato del fluido di lavoro	Analisi della prova per la presenza di bolle d'aria (emulsione, tonalità lattea)	Superficie liquida senza contenuto visibile di aria e di impurità meccaniche	[ ]

5. Schema sistematico diagnostico (Albero delle decisioni)

Sintomo: Comparsa di un rumore metallico caratteristico ("rumore di sassolini" o scricchiolio) nella zona del pompa.
- Controllare il livello dell'olio nel serbatoio idraulico durante i carichi massimi.
  - IF il livello è inferiore al minimo critico → Causa: Livello insufficiente di olio o formazione di un'area vuota sopra l'uscita di scarico → Azioni: Fermare il sistema, aggiungere olio idraulico certificato in base all'ISO VG.
  - Se il livello è normale → Passare al punto 2.
Controllo della resistenza sulla linea di aspirazione (filtri, valvole).
- Installare il manometro al porto di aspirazione della pompa.
  - SE la depressione supera -0.25 bar (pressione assoluta < 0.75 bar) → Causa: Filtri di aspirazione ostruiti o valvola di chiusura chiusa → Azioni: Pulire/sostituire l'elemento filtrante, aprire completamente la valvola a sfera sul serbatoio.
  - Se la depressione è entro i limiti normali (-0,05 ... -0,2 bar) → Passare al punto 3.
Controllo della viscosità del fluido di lavoro e della temperatura.
- Misurare la temperatura dell'olio e calcolare la viscosità cinematica.
  - SE la temperatura è superiore a +75 °C o la viscosità è inferiore a 10 cSt → Causa: Sovraccarico del sistema, degradazione del pacchetto di additivi, olio troppo fluido → Azioni: Controllare il funzionamento del dissipatore (riscaldatore), sostituire l'olio con una classe di viscosità più elevata (ad esempio, ISO VG 46 invece di ISO VG 32).
  - Se la temperatura è inferiore a +15 °C o la viscosità è superiore a 150 cSt → Causa: Avviamento freddo, olio troppo viscoso → Azioni: Attivare il sistema di riscaldamento pretermine dell'olio fino al raggiungimento della temperatura di esercizio minimo di +25 °C prima dell'avviamento della pompa.
  - La viscosità è normale (16–100 cSt) → Passare al punto 4.
Diagnostica dell'ingresso d'aria sulla linea di aspirazione.
- Utilizzare un rilevatore di perdite a ultrasuoni o il metodo dello spruzzo di alcol tecnico sui giunti dei tubi.
  - IF si osserva una diminuzione del rumore o una variazione del tono durante lo spruzzo di alcol tecnico sui giunti/flange → Causa: Incompletezza del giunto di aspirazione, usura degli anelli di tenuta delle flange o del carter del pompa → Azioni: Risanare i giunti filettati, sostituire gli anelli di tenuta in gomma o il carter.
  - Se non è stato rilevato il sottosquadro attraverso l'unione → Passare al punto 5.
Verifica della frequenza di rotazione e dello stato del motore motore.
- Misurare con un tachimetro la frequenza effettiva di rotazione dell'albero del pompa.
  - Se la frequenza di rotazione supera la caratteristica nominale del pompa di più del 5% → Causa: Mismatch tra la frequenza del convertitore di frequenza o il rapporto di trasmissione → Azioni: Ridurre la velocità del motore al valore nominale.
  - Se le prestazioni sono normali, ma la cavità persiste → Causa: Defetto interno pompa (danno al distributore, usura del gruppo di pompaggio) → Azioni: Smontare la pompa per ispezionare.

6. Matrice delle malfunzionamenti e delle cause

Sintomo	Probabili cause (in ordine di gravità)	Test diagnostico	Risultato atteso in caso di conferma
Rumore, vibrazione, pulsazione della pressione sulle portate	1. Contaminazione del filtro di aspirazione 2. Valvola di chiusura chiusa 3. Tubo a piccolo diametro	Misurazione della differenza di pressione sul filtro, controllo della posizione dell'attrezzatura	ΔP sul filtro > 0,3 bar; vuoto all'ingresso della pompa < 0,7 bar abs.
Formazione di schiuma d'aria nel serbatoio, "latticosa" del lubrificante	1. Ingresso d'aria nella linea di aspirazione 2. Livello basso di olio (formazione di schiuma) 3. Tubo di scarico sopra il livello dell'olio	Controllo ultrasonico delle giunzioni, ispezione del raccordo del serbatoio durante l'operazione	Segnale acustico del flusso nei giunti; turbolenza vicino al punto di unione
Cavità solo durante il riscaldamento freddo	1. Viscosità dell'olio troppo elevata (temperatura troppo bassa) 2. Utilizzo di una classe di olio non appropriata	Misurazione della temperatura dell'olio e verifica della viscosità in base al manuale d'istruzioni	Temperatura dell'olio inferiore a +15 °C, viscosità superiore a 150 cSt
Diminuzione della portata del pompa del 30-50% al riscaldamento	1. Viscosità troppo bassa (surriscaldamento dell'olio) 2. Usura dei sigilli del cuscinetto	Misurazione della temperatura e della viscosità; misurazione del volume di consumo a vuoto	Temperatura dell'olio > +75 °C, viscosità < 10 cSt

7. Analisi delle cause radice (Root Cause Analysis)

Causa A: Limitazione dell'aspirazione (Inlet Restriction)

Perché si verifica: Inquinamento dei filtri a rete nella linea di aspirazione da parte dei prodotti di usura del sistema, tubazione di aspirazione troppo lunga, presenza di angoli e strozzamenti eccessivi, o valvola a sfera parzialmente chiusa tra il serbatoio e la pompa. Secondo lo standard ISO 4406, l'elevata classe di purezza dell'olio inquina rapidamente gli elementi filtranti di pulizia fine e grossolana.

Come verificare: Installazione del manometro a vuoto direttamente prima del flangia d'ingresso della pompa. Se il valore del vuoto supera -0,25 bar (per oli minerali), si creano le condizioni per l'evaporazione dell'aria disciolta e l'ebollizione delle frazioni leggere dell'olio.

Conseguenze: Rotture delle estremità delle palette dei pompi a palette a piastre, fessurazioni dei pistoni delle macchine a pistoni a cilindro, fatica da cavità del materiale del corpo intorno alle finestre della placca distributrice (formazione di caverne fino a diversi millimetri di profondità).

Causa B: Infiltrazione d'aria attraverso la linea di aspirazione (Air Leaks)

Perché si verifica: Perdita di elasticità degli anelli di tenuta in gomma nei giunti flangiati, rilassamento della serratura dei morsetti sui tubi di aspirazione, crepe nei saldatura del tubo di aspirazione al di sotto del livello dell'olio, o difetto del cuscinetto dell'asse motore pompa (se la camera di aspirazione è a vuoto rispetto all'atmosfera).

Come verificare: Utilizzo di un ultrasonico o trattamento degli ingranaggi sospetti con soluzione saponevole o alcol tecnico. In caso di penetrazione dell'alcol in una microfessura sotto l'effetto del vuoto o del suono del motore, le rotazioni o il rumore del motore cambiano immediatamente.

Conseguenze: Effetto diesel (microesplosioni di aria compressa nei cilindri a alta pressione), degrado dei sigillanti, degradazione dell'olio, danni termici alle superfici operative a causa della perdita della capacità lubrificante della schiuma.

Causa B: Incongruenza della viscosità del fluido (Fluid Viscosity Issues)

Perché si verifica: L'esercizio del sistema a temperature inferiori a quelle consentite (avviamento freddo con olio viscoso > 150 cSt) o il funzionamento con olio surriscaldato (oltre +75 °C) con una riduzione critica della viscosità inferiore a 10 cSt, che compromette il cuscinetto idrodinamico nel punto di attrito.

Come verificare: Lettura dei valori del sensore di temperatura dell'olio nel serbatoio e confronto con il grafico della viscosità del tipo di olio (ad esempio, HLPD o HLP in base a DIN 51524).

Conseguenze: Grattatura sui pistoni, usura del blocco cilindri, blocco completo della pompa all'avviamento nel periodo invernale.

8. Procedimenti passo passo per la risoluzione dei guasti

Procedura 1: Rimozione dei limiti nella linea di aspirazione e sostituzione del filtro

Esegui la procedura LOTO: disattiva l'alimentazione elettrica del motore della pompa, applica cartelli di avvertimento.
Superate la valvola di chiusura manuale sulla tubazione di aspirazione tra il serbatoio idraulico e la pompa (se è installata al di sotto del livello dell'olio — preparate un contenitore per la raccolta dei residui del fluido).
Rimuovere il filtro aspirante o l'elemento filtrante. Eseguire un'ispezione visiva e microscopica delle impurità.
Pulire il corpo del filtro e installare un nuovo elemento filtrante con una capacità di filtrazione in conformità alle raccomandazioni del produttore della pompa (di solito 10–25 micron per la linea di mandata, e rete metallica 100–140 mesh per l'aspirazione).
Verificare il diametro interno del tubo di aspirazione: non deve essere inferiore al diametro del tubo d'ingresso della pompa. La lunghezza della tubazione deve essere minima.
Aprite completamente il rubinetto di chiusura.
Riempire il pompa con liquido di lavoro pulito attraverso il porto di scarico o il porto di pressione superiore prima del primo avviamento (avviamento a secco è categoricamente vietato!).
Avviate il motore in modalità "coast-to-coast" (accensioni a impulso brevi) per 10-15 secondi per rimuovere l'aria dal sistema, quindi passare alla modalità di lavoro.
Controlli il vuoto durante l'aspirazione: il valore normale nel regime stabile deve essere non superiore a -0,15 ... -0,2 bar.

Procedura 2: eliminare l'aspirazione dell'aria e sostituire le guarnizioni

Togliere tensione alla centrale idroelettrica (LOTO).
Scaricare il fluido di lavoro dall'area di aspirazione o tutto l'olio dal serbatoio se il livello è superiore al punto di riparazione.
Smontare i collegamenti a flangia della linea di aspirazione. Pulire le superfici di tenuta dai resti del sigillante e dallo sporco.
Sostituire tutti gli O-ring in gomma (materiale FKM/Viton consigliato per resistenza all'olio e alla temperatura) con altri nuovi secondo le specifiche degli O-ring.
Controllare lo stato del manicotto di aspirazione in gomma per microfessure o delaminazione dello strato di rinforzo interno. Se necessario, sostituire la manica con una manica rinforzata resistente all'olio affidabile secondo ISO 3862.
Stringere i bulloni delle flange con una coppia cruciforme uniforme utilizzando una chiave dinamometrica (per le filettature M8, la coppia di serraggio è 25 Nm, per M10 - 49 Nm).
Controllare la tenuta dell'albero della pompa. Se il coperchio anteriore della pompa mostra strisce d'olio quando è ferma o aspirazione d'aria durante il funzionamento, rimuovere il paraolio e installare una nuova guarnizione della cuffia originale.
Eseguire un test di controllo utilizzando un rilevatore di perdite a ultrasuoni.

9. Misure preventive

La causa principale	Strategia di prevenzione	Metodo di monitoraggio	Intervallo consigliato
Limitazione dell'aspirazione (intasamento dei filtri)	Monitoraggio regolare della caduta di pressione e sostituzione programmata degli elementi filtranti	Indicatore differenziale di inquinamento/sensore di pressione ΔP	Ogni 500 ore o quando l'indicatore è attivato
Aspirazione dell'aria attraverso il raccordo	Controllo del momento di serraggio delle flange, verificando l'integrità dei manicotti	Ispezione visiva, controllo ultrasonico	Ogni 1000 ore (o una volta ogni 6 mesi)
Discrepanza tra viscosità e temperatura	Utilizzo di sistemi di riscaldamento a gasolio in inverno e potenti refrigeratori in estate	Termostato, controllo dei sensori di temperatura nel serbatoio	Monitoraggio continuo (SCADA/controllore)
Basso livello dell'olio nel serbatoio	Installazione del blocco di partenza in caso di calo critico del livello	Sensore a galleggiante del livello minimo dell'olio	Controllo quotidiano prima di iniziare

10. Pezzi di ricambio e componenti

Descrizione della parte	Specifica	Quando sostituire	Categoria UNITEC
Elemento filtrante in aspirazione	Finezza di filtrazione 100–125 micron, robusta rete metallica	Con ΔP > 0,3 bar o ogni 2000 ore	Filtri idraulici
Set di guarnizioni per alberi e flange della pompa	Materiale FKM (Viton), resistente a -20...+120 °C	Ad ogni riparazione importante o alla comparsa di segni di aspirazione	Tenute idrauliche
Manicotto rinforzato per aspirazione	Resistente all'olio, con spirale interna, ISO 3862	Quando compaiono microfessure, delaminazioni o ogni 4 anni	Tubi e raccordi idraulici
Olio idraulico funzionante	HLP / HVLP secondo DIN 51524, classe ISO VG 32 / 46	Secondo i risultati delle analisi di laboratorio dell'olio (normalmente ogni 4000-5000 ore)	Oli e lubrificanti industriali

Una gamma completa di componenti per riparazioni idrauliche certificati è disponibile nel nostro catalogo: https://www.unitecd.com/e-catalog/

11. Riferimenti e quadro normativo

DSTU ISO 4406:2003 — Idraulica dei fluidi. Il metodo per codificare il livello di purezza delle particelle solide.
DSTU EN ISO 4413:2014 — Idraulica dei fluidi. Regole generali e requisiti di sicurezza per i sistemi e i loro componenti.
DIN 51524 Parti 1-3 — Fluidi idraulici. Caratteristiche e requisiti dei lubrificanti di tipo HL, HLP, HVLP.
ISO 3019-1/2 — Pompe e motori idraulici. Flange di collegamento ed estremità dell'albero.
Documentazione tecnica e istruzioni operative dei principali produttori OEM di apparecchiature idrauliche (Bosch Rexroth, Parker Hannifin, Danfoss Hydraulics).
Manuali di accompagnamento UNITEC-D: "Diagnosi del surriscaldamento dei sistemi idraulici e selezione della viscosità dell'olio", "Prevenzione dei guasti delle pompe a pistoni assiali".