Non è necessario che un tubo di aspirazione perda per bloccare un sistema di trasferimento. Sotto vuoto, la pressione atmosferica spinge verso l'interno. Se il tubo, il rinforzo e l'elica non riescono a resistere, oppure se il calore, la flessione, l'ostruzione o i danni li indeboliscono, il tubo può appiattirsi, piegarsi o delaminarsi.
Capire perché i tubi di aspirazione collassano sotto vuoto aiuta gli operatori a distinguere un problema di scelta del tubo da un problema di sistema. La soluzione corretta potrebbe prevedere l'utilizzo di un tubo più resistente, ma potrebbe anche richiedere un diametro maggiore, un percorso più breve, un filtro più pulito, una temperatura inferiore o una migliore progettazione dell'ingresso della pompa.
Tubo a pressione vs tubo di aspirazione
I tubi flessibili a pressione positiva sono progettati principalmente per contenere una forza che spinge verso l'esterno. Il servizio di aspirazione applica una forza verso l'interno perché la pressione all'interno del tubo è inferiore alla pressione atmosferica circostante. Il rinforzo che gestisce la pressione di mandata non impedisce automaticamente il collasso del vuoto.
Un tubo di aspirazione progettato specificamente per un determinato scopo utilizza in genere una spirale, un rinforzo adeguato e una parete progettata per mantenere la forma. Verificare la sua capacità di aspirazione in base alle dimensioni, alla temperatura e alle condizioni di curvatura effettive.
Meccanismi di collasso comuni
| Causare | Che succede | Segno tipico |
|---|---|---|
| Costruzione errata del tubo flessibile | La parete non è dotata di sistema di aspirazione. | Appiattimento del curriculum |
| vuoto eccessivo | La pompa aspira più potenza del tubo flessibile | Collasso in prossimità della pompa o della restrizione |
| curva stretta | La sezione trasversale diventa ovale | Curva locale in corrispondenza della curva |
| Alta temperatura | Materiali morbidi | Collasso dopo il riscaldamento |
| Ingresso/filtro ostruito | Il vuoto aumenta bruscamente | Collasso intermittente e flusso ridotto |
| tubo sottodimensionato | Elevata perdita al flusso richiesto | Rumore, cavitazione, scarsa resa |
| Delaminazione del rivestimento | Il tubo si separa e ostruisce il foro | Il tubo esterno potrebbe sembrare normale |
| Elica danneggiata | Il sostegno locale è andato perduto | punto piatto ripetuto |
Spesso diverse cause agiscono contemporaneamente. Un tubo flessibile di scarsa qualità può funzionare correttamente quando è dritto e freddo, ma collassare dopo essere stato piegato strettamente accanto a una pompa calda.
1. Il tubo flessibile non è adatto all'aspirazione.
La causa più diretta è l'utilizzo di un tubo flessibile di sola mandata o multiuso sul lato di aspirazione. Le indicazioni sulla pressione di esercizio descrivono la capacità di pressione interna; non dimostrano le prestazioni a vuoto completo.
Verificare la classificazione del vuoto del produttore per la serie e le dimensioni esatte. Le classificazioni possono essere espresse in vuoto totale, vuoto percentuale, pressione assoluta o valore relativo, quindi è necessario verificare le unità di misura e le condizioni di riferimento.
Per le apparecchiature che necessitano sia di carico che di scarico tramite un'unica linea, selezionare un tubo di aspirazione e di mandata progettato per entrambe le direzioni di pressione. Verificare la tenuta del raccordo in entrambe le modalità.
2. La pompa crea un vuoto maggiore del previsto
Una pompa non crea un vuoto costante in tutte le condizioni. La pressione in ingresso varia in base alla portata, alla viscosità del fluido, alla lunghezza del tubo flessibile, all'altitudine, ai raccordi, ai filtri, alle valvole, allo sfiato del serbatoio e a eventuali ostruzioni.
Con l'aumentare della resistenza, la pressione all'ingresso della pompa diminuisce. Il tubo flessibile potrebbe collassare prima che venga raggiunto il limite nominale della pompa. Il vuoto transitorio può essere particolarmente grave quando una valvola si apre rapidamente, un serbatoio si svuota, il prodotto si addensa o un ugello di aspirazione si ostruisce.
Misurare la pressione in prossimità dell'ingresso della pompa durante il funzionamento effettivo, comprese le fasi di avviamento e di flusso massimo. Un manometro posizionato altrove potrebbe non rilevare la pressione minima locale.
3. Il diametro del tubo è troppo piccolo
Un tubo flessibile sottodimensionato crea una velocità maggiore e una maggiore perdita di carico per attrito. La pompa deve funzionare a una pressione di ingresso inferiore per mantenere il flusso, aumentando il rischio di collasso e cavitazione.
Nel dimensionamento è necessario considerare la viscosità del fluido, la densità, la temperatura, la portata richiesta, la lunghezza totale, l'altitudine e ogni raccordo o valvola. Percorsi lunghi e curve multiple possono far sì che un foro nominalmente adeguato abbia prestazioni scadenti.
L'aumento del diametro può ridurre significativamente la perdita di pressione. È preferibile utilizzare un calcolo di processo piuttosto che limitarsi ad adattare la porta della pompa.
4. Il raggio di curvatura è troppo stretto
La piegatura trasforma la sezione trasversale circolare di un tubo flessibile in una ovale. Man mano che la curvatura si stringe, la parete interna si comprime e quella esterna si allunga. Sotto vuoto, la sezione già deformata diventa il punto più soggetto al collasso.
Mantenere almeno il raggio di curvatura minimo specificato e prevedere un margine aggiuntivo per applicazioni a caldo, dinamiche o in alto vuoto. Iniziare le curve lontano dal raccordo, poiché piegare direttamente dietro la ghiera aggiunge sollecitazioni concentrate.
Utilizzare curve a gomito o modifiche al percorso quando lo spazio impone una svolta brusca. Non stringere mai il tubo in uno spazio più ristretto.
5. La temperatura ammorbidisce il tubo flessibile
Il tubo, il rivestimento e i materiali di rinforzo possono perdere rigidità con l'aumento della temperatura. Un tubo flessibile che resiste al vuoto con acqua fredda potrebbe collassare durante il trasferimento di olio caldo o soluzione detergente.
Verificare se il valore di vuoto pubblicato è valido per l'intero intervallo di temperatura richiesto. Considerare il calore ambientale, le fonti radianti, il ricircolo e i cicli di pulizia. L'isolamento può proteggere dal calore esterno, ma può anche intrappolare il calore generato dal fluido.
Un tubo di aspirazione in gomma deve essere scelto in base alla mescola e alla struttura, non solo in base alla famiglia di materiali. Le formulazioni variano in termini di resistenza al calore, rigidità, flessibilità e compatibilità chimica.
6. Il fluido è troppo viscoso o troppo freddo
I fluidi viscosi creano maggiori perdite di carico in ingresso. Molti oli, sciroppi, fanghi e prodotti di scarto si addensano con l'abbassarsi della temperatura. Un sistema messo in funzione in estate potrebbe avere difficoltà in inverno, anche se l'hardware non è stato modificato.
Verificare la viscosità alla temperatura minima di avviamento, non solo alla normale temperatura di esercizio. Le opzioni possono includere un tubo di aspirazione più grande o più corto, una portata di avviamento inferiore, un preriscaldamento controllato, minori restrizioni o una pompa progettata per il fluido.
Non riscaldare mai un prodotto o un tubo flessibile senza aver prima verificato i limiti relativi a sostanze chimiche, rischio di incendio, pressione e materiali.
7. Un filtro, una valvola o uno sfiato del serbatoio sono ostruiti
Un filtro di aspirazione ostruito o una valvola parzialmente chiusa aumentano il vuoto a valle. Anche uno sfiato del serbatoio bloccato può creare vuoto nel recipiente di origine quando il liquido fuoriesce.
Ispezionare filtri, valvole, raccordi rapidi e setacci per verificare la presenza di sedimenti, materiale congelato o corpi estranei. Assicurarsi che le valvole siano completamente aperte e di dimensioni corrette.
Se il tubo flessibile collassa progressivamente durante lo scarico, controllare lo sfiato del serbatoio e il livello del liquido in calo. Se collassa improvvisamente, verificare la presenza di ostruzioni intermittenti o un'azionamento rapido della valvola.
8. Il rivestimento interno si è delaminato
Aggressioni chimiche, calore eccessivo, vuoto, assemblaggio difettoso o invecchiamento possono causare il distacco del rivestimento dal rinforzo. Il vuoto può tirare il rivestimento allentato verso l'interno e bloccare il flusso mentre il rivestimento esterno rimane rotondo.
I segnali di allarme includono una riduzione del flusso senza un'evidente strozzatura esterna, punti molli, formazione di bolle, rumori insoliti, detriti nel prodotto trasferito o un tubo flessibile che ritorna alla sua forma originale dopo l'arresto della pompa.
Rimuovere il tubo flessibile, metterlo in sicurezza e ispezionare il foro con un'illuminazione adeguata o con un endoscopio. Un tubo flessibile delaminato deve essere messo in quarantena; il rinforzo esterno non ripristina il percorso del flusso interno.
9. L'elica è danneggiata
Schiacciamenti, traffico veicolare, stoccaggio in spazi ristretti, flessioni eccessive, trascinamento o installazione errata dell'accoppiamento possono deformare o rompere l'elica. La sezione interessata perde il supporto radiale e diventa un punto di collasso ripetuto.
Verificare la presenza di aree piatte, pendenze irregolari, sporgenze, zone di rammollimento, macchie di ruggine e pieghe permanenti. Non tentare di raddrizzare un tubo flessibile gravemente danneggiato e di rimetterlo in servizio in situazioni critiche. I danni interni potrebbero persistere anche se il tubo flessibile appare di nuovo rotondo.
10. Il tubo flessibile è troppo lungo o non è ben supportato.
Ogni metro in più aumenta la perdita di carico per attrito e il peso non supportato può far curvare il tubo in modo più stretto. Le spire possono intrappolare il prodotto, mentre le sezioni sospese caricano i raccordi.
Utilizzate il percorso più breve e pratico, con cambi di direzione graduali. Sostenete la curvatura naturale senza schiacciare la copertura ed evitate lunghezze eccessive che creerebbero avvallamenti o abrasioni.
È fondamentale comprendere le differenze funzionali tra il tubo di aspirazione e quello di mandata durante la pianificazione del percorso. Il lato di aspirazione è particolarmente sensibile a restrizioni e deformazioni.
Diagnosticare il sistema prima di sostituire il tubo flessibile
Quando si verifica un collasso, registrare:
- temperatura del fluido e temperatura effettiva;
- portata e velocità della pompa;
- pressione o vuoto in ingresso nel tempo;
- Livello del serbatoio e stato della valvola di sfiato;
- Codice articolo del tubo flessibile, dimensioni, lunghezza, età e classificazione;
- Punti di piegatura e punti di appoggio;
- Condizioni della valvola e del filtro;
- Luogo del crollo e possibilità di recupero;
- recenti cambiamenti nei fluidi, nelle attrezzature o nella pulizia.
Arrestare la pompa prima di avvicinarsi a un impianto gravemente collassato. Isolare e depressurizzare il sistema secondo la procedura in loco. Non avvicinare le mani al tubo flessibile, che potrebbe improvvisamente ritrarsi o rilasciare il prodotto intrappolato.
Lista di controllo della prevenzione
- Selezionare un tubo flessibile con una specifica classificazione di vuoto per l'applicazione.
- Verificare la portata nominale alla temperatura e al raggio di curvatura richiesti.
- Dimensionare il foro utilizzando la portata reale, la viscosità, la lunghezza e i raccordi.
- Mantieni i percorsi di aspirazione corti e lineari.
- Mantenere un raggio di curvatura minimo in prossimità di giunti e morsetti.
- Ispezionare e pulire filtri, valvole e sfiati del serbatoio.
- Proteggere il tubo flessibile da schiacciamenti, abrasioni e calore.
- Verificare la compatibilità chimica del tubo e del mezzo di pulizia.
- Monitorare la pressione di ingresso della pompa nelle condizioni operative peggiori.
- Sostituire il tubo flessibile che presenta delaminazione, danni all'elica o deformazioni permanenti.
Principio finale di risoluzione dei problemi
Il collasso del tubo di aspirazione è un problema di equilibrio pressorio e di supporto strutturale. Il punto appiattito visibile potrebbe essere il punto più debole, ma la causa principale può essere un'eccessiva restrizione del sistema, un dimensionamento errato, il calore, la viscosità, un percorso troppo stretto, danni o una costruzione inadeguata.
Diagnosticare l'intero sistema di aspirazione, quindi selezionare e installare un tubo flessibile adatto al caso peggiore rilevato. Questo approccio ripristina il flusso e impedisce che il tubo flessibile di ricambio si guasti esattamente nello stesso modo.
