1. Forza radiale
Le statistiche del settore mostrano che il motivo principale per cui le pompe centrifughe smettono di funzionare è il guasto dei cuscinetti e/o delle tenute meccaniche. Cuscinetti e guarnizioni sono i "canarini nella miniera" - sono i primi indicatori della salute delle pompe dell'acqua e anche un precursore delle condizioni interne dei sistemi di pompe dell'acqua.
Chiunque operi in questo settore da molto tempo potrebbe sapere che una delle migliori pratiche è quella di far funzionare le pompe al o vicino al loro punto di migliore efficienza (BEP). Sul BEP, la pompa progettata resisterà alla forza radiale minima. Il vettore risultante di tutte le forze radiali generate dal funzionamento lontano dal BEP forma un angolo di 90 gradi con il rotore, tentando di deviare e piegare l'albero.
La grande forza radiale e la conseguente deflessione dell'albero sono gli assassini delle tenute meccaniche e fattori importanti nel ridurre la durata dei cuscinetti. Se è sufficientemente grande, la forza radiale causerà la flessione o la flessione dell'albero. Se la pompa viene arrestata e viene misurata l'eccentricità dell'albero, non si verificheranno errori perché si tratta di una condizione dinamica, non statica.
L'albero di piegatura (deflessione) che funziona a 3600 giri/min si deflette due volte per giro, quindi in realtà si piega 7200 volte al minuto. Questa elevata deflessione ciclica rende difficile per la superficie di tenuta mantenere il contatto e mantenere lo strato di fluido richiesto per un corretto funzionamento di tenuta.
2. Inquinamento petrolifero
Nel caso dei cuscinetti a sfera, oltre l'85% dei guasti è causato dall'ingresso di sporco, corpi estranei o acqua. Solo 250 parti per milione (250 ppm) di acqua ridurranno di quattro volte la durata dei cuscinetti.
L'uso ragionevole dell'olio lubrificante è fondamentale per la sua durata.
3. Pressione di inalazione
Altri fattori chiave che influiscono sulla durata dei cuscinetti includono la pressione di aspirazione, l'allineamento del giunto e lo stress della tubazione.
Per le pompe di processo a sbalzo orizzontale mono-stadio, la forza assiale combinata che agisce sul rotore è diretta verso l'ingresso, quindi, in una certa misura, la pressione di aspirazione inversa limitata riduce effettivamente la forza assiale, riducendo così il carico sul cuscinetto reggispinta e prolungandone la durata.
4. Calibrazione
Il disallineamento tra la pompa e il motore può causare il sovraccarico dei cuscinetti radiali. Quando si calcola il disallineamento, la durata del cuscinetto radiale è un fattore esponenziale.
Ad esempio, per una piccola deviazione di soli 1,52 mm, l'utente finale potrebbe riscontrare qualche tipo di problema al cuscinetto o al giunto dopo aver utilizzato il dispositivo per un periodo compreso tra tre e cinque mesi. Tuttavia, per uno scostamento di 0,0254 mm, la stessa pompa può funzionare per più di 90 mesi.
5. Stress sulle condutture
Lo stress sulle tubazioni è causato dal disallineamento dei tubi di aspirazione e/o mandata rispetto alla flangia della pompa. Anche nei progetti di pompe robuste, le sollecitazioni generate nelle tubazioni possono facilmente trasferire queste potenziali forze elevate ai cuscinetti e ai rispettivi alloggiamenti. La forza (deformazione) provoca un adattamento improprio dei cuscinetti e/o un'incoerenza con altri cuscinetti, con il risultato che la linea centrale si trova su piani diversi.
6. Caratteristiche del fluido
Le caratteristiche del fluido come pH, viscosità e gravità specifica sono fattori chiave. Se il mezzo è acido o corrosivo, le parti di contatto della pompa, come i materiali del corpo e della girante, devono mantenere il loro stato funzionale. La quantità, dimensione, forma e qualità di macinazione dei solidi presenti nel fluido saranno tutti fattori influenti.
7. Stato lavorativo
Un altro fattore importante è il rigore dello stato di funzionamento: quanto spesso la pompa si avvia entro un dato tempo.
Alcune pompe si avviano e si fermano ogni pochi secondi. Rispetto alle pompe che funzionano continuamente alle stesse condizioni, queste pompe in funzione si usurano ad un ritmo esponenziale. In questa situazione, la progettazione del sistema deve essere urgentemente modificata.
8. Indennità di cavitazione
Maggiore è il margine di battente di aspirazione positivo netto disponibile (NPSHA), minore è la probabilità che la pompa subisca cavitazione se supera il battente di aspirazione positivo netto richiesto (NPSHR). La cavitazione può danneggiare la girante della pompa e generare vibrazioni che possono influenzare le guarnizioni e i cuscinetti.
9. Velocità della pompa
La velocità operativa della pompa è un altro fattore chiave. Ad esempio, una pompa da 3550 giri al minuto si consuma da 4 a 8 volte più velocemente di una pompa da 1750 giri al minuto.
10. Bilanciamento della girante
Le giranti sbilanciate sulle pompe cantilever o su alcuni modelli verticali possono causare la deflessione dell'albero, proprio come la forza radiale di una pompa quando funziona lontano dal BEP. La deviazione radiale e la deflessione possono verificarsi simultaneamente. Se per qualsiasi motivo la girante viene tagliata, deve essere riequilibrata.
11. Forma del tubo
Un'altra considerazione importante per prolungare la durata della pompa è la geometria della tubazione o il modo in cui il fluido viene "caricato" nella pompa.
Ad esempio, i gomiti sul lato di aspirazione verticale di una pompa hanno effetti meno dannosi rispetto ai gomiti orizzontali. Il carico idraulico sulla girante è più uniforme, quindi anche il carico sui cuscinetti è più uniforme.
12. Temperatura di lavoro
Che si tratti di alta o bassa temperatura, la temperatura di esercizio della pompa, in particolare la velocità di variazione della temperatura, avrà un impatto significativo sulla durata e sull'affidabilità della pompa. La temperatura di lavoro della pompa è molto importante, quindi la pompa deve essere progettata per funzionare a questa temperatura. Tuttavia, ciò che è più importante è il tasso di variazione della temperatura. Suggerire (in uno scenario più conservativo) di mantenere il tasso di variazione inferiore a 2 gradi Fahrenheit al minuto. Qualità e materiali diversi si espandono e si contraggono a velocità diverse, il che può influire sugli spazi vuoti e sulle sollecitazioni.