La cavitazione è un problema ampiamente noto che si verifica nelle pompe e provoca danni significativi e altre conseguenze indesiderate. Per evitare danni, una pompa deve essere monitorata per verificare la formazione e il verificarsi della cavitazione. Questo articolo descrive le diverse opzioni di monitoraggio e protezione dalla cavitazione, adatte a qualsiasi applicazione.
Cavitazione
La cavitazione è la formazione di bolle d'aria all'interno di una pompa in seguito a una caduta di pressione del liquido in movimento. Quando queste bolle d'aria si muovono, la pressione aumenta, provocando l'implosione delle bolle d'aria. L'implosione delle bolle d'aria sulla superficie dell'alloggiamento o della girante della pompa provoca danni e problemi di prestazioni. Si distinguono due tipi di cavitazione:
- La cavitazione in aspirazione può verificarsi quando una pompa si trova in condizioni di bassa pressione o di alto vuoto. Poiché la pompa non riceve un flusso sufficiente, si formano bolle sulla girante. Quando queste bolle si spostano sull'altro lato (mandata) della pompa e vengono compresse dal liquido, implodono.
- La cavitazione di scarico può verificarsi quando la pressione durante lo scarico è eccessivamente elevata. A causa dell'alta pressione diventa difficile per il fluido lasciare la pompa, facendolo circolare al suo interno. Ciò può causare un vuoto e la formazione di bolle d'aria, che a loro volta danneggiano la girante e l'alloggiamento della pompa.
La cavitazione a lungo termine porta a guasti di pompaggio, come la distruzione dell'alloggiamento e della girante della pompa. Altri effetti della cavitazione sono il rumore eccessivo e il consumo di energia.
Configurazioni per il monitoraggio della cavitazione
Esistono diverse configurazioni per poter monitorare la cavitazione. La configurazione più adatta all'applicazione dipende dall'applicazione stessa e/o dalle richieste del cliente. Si distinguono tre configurazioni:
1. Sensore 4-20mA
Quando si utilizza un sensore 4-20mA, il cliente deve determinare il valore limite desiderato e configurarlo nel DCS/PLC. Il DCS/PLC viene quindi utilizzato per generare un allarme quando questo valore limite viene superato. Per determinare il valore limite è necessario creare una situazione di cavitazione nella pompa. Un grande svantaggio dei sensori 4-20mA è che forniscono un valore complessivo delle vibrazioni, rendendo impossibile distinguere la cavitazione da altri fattori che possono causare vibrazioni eccessive. Una configurazione tipica quando si utilizza un sensore 4-20mA è la seguente:
2. Trasmettitore programmabile
Come per la configurazione precedente, il test di cavitazione deve essere eseguito dal cliente. La frequenza con cui si verifica la cavitazione viene determinata e quindi utilizzata per filtrare i dati. Il valore di allarme desiderato viene inviato a un DCS/PLC o utilizzato per attivare un relè. Un accelerometro standard da 100mV/g viene utilizzato per inviare il segnale di vibrazione grezzo al trasmettitore. Il trasmettitore elabora questo segnale e fornisce due segnali 4-20 mA che possono essere calcolati su due diverse bande di frequenza. In questo modo è possibile distinguere tra le vibrazioni dovute alla cavitazione e quelle causate da altre deviazioni, come lo squilibrio e i danni ai cuscinetti. Una configurazione tipica è la seguente:
3. Trasmettitore di monitoraggio delle condizioni (VibroSmart)
Questa configurazione utilizza gli stessi sensori della configurazione del trasmettitore. Come nella configurazione precedente, il segnale 4-20mA viene calcolato all'interno di una frequenza liberamente configurabile. Tuttavia, viene utilizzato un tipo di trasmettitore più avanzato. Tramite Modbus, è possibile generare fino a 10 diverse uscite calcolate per ogni segnale. In questo modo è possibile distinguere gli errori specifici della macchina nel sistema di controllo. Alcuni errori della macchina hanno un intervallo di frequenza specifico, che può essere calcolato in modo indipendente. In questo modo è possibile attribuire direttamente le deviazioni nel comportamento delle vibrazioni a un errore specifico e avviare immediatamente l'azione necessaria. I dati non filtrati possono essere salvati su un PC locale o inviati in rete, consentendo il monitoraggio remoto delle condizioni.
Leggete qui le configurazioni per il monitoraggio remoto delle condizioni »
Una configurazione tipica è la seguente:
