Manutenzione delle pompe rotative a palette e cambio dell'olio
Consumo di olio, contaminazione dell'olio e cambio dell'olio nelle pompe rotative per vuoto
A cosa serve l'olio nelle pompe per vuoto?
L'olio serve a:
- lubrificare le parti in movimento
- sigillare le parti mobili contro la pressione atmosferica
- sigillare la valvola
- riempire lo spazio vuoto sotto la valvola
- sigillare i vari spazi operativi uno dall'altro
In tutte le pompe è possibile controllare la carica dell'olio durante il funzionamento utilizzando il vetro spia di livello dell'olio incorporato. Durante il funzionamento continuo, in particolare, è necessario assicurarsi che il livello dell'olio non scenda mai al di sotto del minimo. Durante un processo di pompaggio, le pompe rotative a palette a tenuta d'olio emettono vapori d'olio dalla luce di uscita a causa dell'elevata temperatura di esercizio. Ciò comporta una perdita di olio in una misura che dipende dalla quantità di gas o vapore che viene aspirata nella pompa. Le gocce d'olio più grandi possono essere trattenute installando un separatore d'olio grossolano nella tubazione di scarico. Questo ridurrà notevolmente la perdita di olio. Il filtro per nebbia d'olio fine installato in alcune pompe trattiene anche le goccioline d'olio più fini, in modo che dall'uscita della pompa non vi siano fuoriuscite d'olio. Le perdite di olio si riducono praticamente a zero quando l'olio separato viene riportato alla pompa. Per le pompe senza separatore fine integrato, questo dispositivo è disponibile come accessorio opzionale.
Rimozione e montaggio del deumidificatore interno del TRIVAC D 40-65 B Leybold
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Con quale frequenza deve essere sostituito l'olio di una pompa per vuoto?
Se una pompa rotativa a tenuta d'olio viene azionata senza un dispositivo di separazione e ritorno dell'olio, sarà necessario prevedere un certo consumo di olio, la cui entità dipende dalle dimensioni della pompa e dalla natura del processo. Nel peggiore dei casi, questo può raggiungere circa 2 cm3 per metro cubo di aria pompata. È lecito aspettarsi una perdita di olio maggiore quando la pompa viene fatta funzionare con gas ballast.
Se l'olio della pompa è diventato inutilizzabile a causa dell'esposizione ai vapori di processo o a contaminanti, dovrà essere sostituito. È impossibile formulare regole categoriche in merito al momento in cui sarà necessario procedere al cambio dell'olio, poiché saranno le condizioni di esercizio a determinare per quanto tempo l'olio rimarrà utilizzabile. In condizioni di pulizia (ad esempio, pompe primarie per pompe a diffusione negli acceleratori elettro-nucleari), le pompe rotative a palette per vuoto possono funzionare per anni senza dover cambiare l'olio. In condizioni estremamente "sporche" (ad esempio durante l'impregnazione) potrebbe essere necessario cambiare l'olio quotidianamente. L'olio dovrà essere sostituito quando il suo colore originale marrone chiaro, diventa marrone scuro o nero a causa dell'invecchiamento o diventa torbido a causa dell'ingresso di liquidi (come l'acqua) nella pompa. Il cambio dell'olio è necessario anche quando si formano residui nell'olio anticorrosione, a indicare che l'agente di protezione anticorrosione è esaurito.
Passaggi da seguire durante la sostituzione dell'olio
Il cambio dell'olio deve essere sempre eseguito con la pompa spenta, ma alla temperatura di esercizio. A tale scopo, deve essere utilizzata l'apertura di scarico dell'olio presente su ciascuna pompa. Se una pompa è contaminata in modo più grave, è necessario pulirla. In questo caso è necessario consultare il manuale d'uso applicabile.
Scelta dell'olio della pompa in caso di trattamento di vapori aggressivi
Se si prevede di pompare vapori corrosivi (ad es. vapori formati da acidi), è necessario utilizzare un olio anticorrosione PROTELEN® al posto del normale olio per pompe. Questi tipi di vapori reagiscono con l'agente di protezione anticorrosione basico (alcalino) presente nell'olio. Le continue reazioni di neutralizzazione esauriscono l'agente anticorrosione a un ritmo variabile che dipende dalla quantità e dall'acidità dei vapori. L'olio dovrà essere sostituito con maggiore frequenza in base a questi fattori. Gli oli anticorrosione sono molto igroscopici (assorbono acqua) o formano facilmente emulsioni con l'acqua. Di conseguenza, una pompa riempita con olio anticorrosione assorbirà l'umidità presente nell'aria, se non utilizzata per un periodo di tempo prolungato. Non utilizzare una pompa riempita con olio anticorrosione per pompare vapore acqueo, poiché le proprietà di lubrificazione e protezione anticorrosione dell'olio potrebbero essere compromesse. Una volta che l'olio avrà assorbito acqua, non sarà più possibile per tali pompe raggiungere la pressione finale prevista. In condizioni di funzionamento normali, le pompe a tenuta d'olio non devono essere riempite con olio anticorrosione. L'olio LVO 100 è preferibile quando si pompano aria, vapore acqueo e vapori organici non corrosivi, a condizione che all'interno della pompa sia presente una protezione positiva contro la condensa dei vapori.
Misure per il pompaggio di varie sostanze chimiche
Questa discussione non può fornire una copertura completa dei numerosi e variegati campi di applicazione delle pompe per vuoto a tenuta d'olio nel settore chimico. I nostri anni di esperienza con le applicazioni chimiche più complesse possono aiutarci a risolvere i vostri particolari problemi. Tuttavia, è necessario ricordare brevemente tre aspetti: pompaggio di miscele di gas esplosivi, vapori condensabili e vapori e gas corrosivi.
Protezione antiesplosione
Durante la pianificazione e la progettazione di sistemi per vuoto, è necessario osservare le norme di sicurezza e di protezione ambientale applicabili. L'operatore deve conoscere le sostanze che il sistema pomperà e tenere conto non solo delle normali condizioni di funzionamento, ma anche delle situazioni anomale che non rientrano nei normali parametri di funzionamento. La misura più importante per evitare miscele esplosive è, oltre all'inertizzazione mediante l'aggiunta di gas di protezione, il mantenimento dei valori limite di esplosione con l'ausilio di condensatori, trappole di adsorbimento e depuratori di gas.
Protezione contro la condensa
Le pompe Leybold offrono tre opzioni per evitare la condensa dei vapori nelle pompe:
- Principio del gas ballast (vedere la Fig. 2.14). Questo aumenta considerevolmente la quantità di vapore che la pompa è in grado di tollerare.
- Aumento della temperatura della pompa. Il design robusto delle nostre pompe ne consente l'utilizzo a temperature fino a 120 °C. Questo aumenta la tolleranza per il vapore acqueo puro, ad esempio, di un fattore cinque rispetto al normale funzionamento con gas ballast.
- Utilizzo di condensatori per vuoto. Questi fungono da pompe selettive e devono essere dimensionati in modo che la pompa con gas ballast a valle non riceva una quantità di vapore superiore a quella tollerabile.
Fig. 2.14 Schema del processo di pompaggio in una pompa rotativa a palette senza e con gas ballast durante il pompaggio di sostanze condensabili.
a) Senza gas ballast
- La pompa è collegata al serbatoio, che è già quasi svuotato dall'aria (70 mbar), e deve quindi trasportare principalmente particelle di vapore
- La camera della pompa è separata dal serbatoio, inizia la compressione
- Il contenuto della camera della pompa è già così compresso che il vapore condensa formando goccioline, la valvola di pressione non è ancora stata raggiunta
- Solo l'aria residua produce ora la sovrappressione richiesta e apre la valvola di scarico, ma il vapore si è già condensato in goccioline di liquido nella pompa.
b) Con gas ballast
- La pompa è collegata al serbatoio, che è già quasi svuotato dall'aria (70 mbar), e deve quindi trasportare principalmente particelle di vapore
- La camera della pompa è separata dal serbatoio, ora si apre la valvola del gas ballast, attraverso la quale la camera della pompa viene riempita con aria aggiuntiva dall'esterno, questa aria aggiuntiva è detta gas ballast
- La valvola di scarico viene premuta per aprirsi e le particelle di vapore e gas vengono espulse. La sovrappressione necessaria affinché ciò avvenga viene raggiunta molto presto a causa dell'aria di gas ballast supplementare. Non può crearsi condensa.
- La pompa scarica ulteriore aria e vapore
Protezione dalla corrosione
Le pompe a tenuta d'olio sono già protette in modo soddisfacente dalla corrosione grazie alla pellicola d'olio presente su tutte le superfici dei componenti.
a) Acidi
Le nostre pompe sono fondamentalmente ideali per pompare acidi. In situazioni particolari, possono verificarsi problemi con l'olio e con l'attrezzatura ausiliaria collegata all'ingresso e/o all'uscita. I nostri ingegneri di Colonia sono a disposizione per risolvere questi problemi.
b) Anidridi
Il CO (monossido di carbonio) è un agente fortemente riducente. Quando il CO viene pompato, è quindi importante che il gas ballast non utilizzi aria atmosferica, ma piuttosto gas inerti (ad esempio Ar o N2). Il gas ballast inerti deve essere utilizzata anche quando si pompano SO2, SO3 e H2S. Quando si maneggiano queste tre anidridi, è necessario utilizzare anche un olio anticorrosione. L'anidride carbonica (CO2) può essere pompata senza alcuna disposizione speciale.
c) Soluzioni alcaline
Per pompare soluzioni alcaline è necessario utilizzare un normale olio per pompe LVO 100. Le soluzioni di idrossido di sodio e potassa caustica non devono essere pompate nella loro forma concentrata. L'ammoniaca può essere pompata bene con la valvola del gas ballast chiusa. Anche sostanze organiche alcaline come la metilammina e la dimetilammina possono essere pompate in modo soddisfacente, ma con la valvola del gas ballast aperta.
d) Gas elementari
Il pompaggio di azoto e gas inerti non richiede misure speciali.
Quando si maneggia l'idrogeno, è necessario tenere conto del pericolo di creare una miscela esplosiva.
La valvola del gas ballast non può in alcun caso essere aperta quando si ha a che fare con l'idrogeno. I motori che azionano le pompe devono avere un design a prova di esplosione. Si applicano le normative ATEX.
Ossigeno: è necessario prestare particolare attenzione durante il pompaggio dell'ossigeno puro!
A tale scopo è necessario utilizzare oli per pompe con formulazione speciale. È possibile fornire tali documenti, accompagnati da un certificato di approvazione rilasciato dall'ente federale tedesco per la ricerca e la prova di materiali (BAM), previa consultazione.
e) Alcani
Gli alcani a basso peso molecolare, come il metano e il butano, possono essere pompati con la valvola del gas ballast chiusa o utilizzando gas inerte come zavorra e/o a una temperatura maggiore della pompa. Ma importante: maggiore rischio di esplosione!
f) Alcoli
Una volta raggiunta la temperatura di esercizio, è possibile estrarre metanolo ed etanolo senza utilizzare gas ballast (olio per pompe LVO 100). Per pompare alcoli con peso molecolare più elevato (ad es. butanolo), la valvola del gas ballast deve essere aperta o dovranno essere adottate altre misure protettive per prevenire la formazione di condensa.
g) Solventi
Acetone: può essere estratto senza difficoltà; attendere il raggiungimento della normale temperatura di funzionamento.
Benzene: attenzione, i vapori sono altamente infiammabili. La pressione finale viene ridotta dalla diluizione dell'olio della pompa. Le miscele di aria e benzene sono esplosive e infiammabili. Lavorare senza gas ballast. Come zavorra possono essere utilizzati gas inerti. Si applicano le normative ATEX.
Tetracloruro di carbonio e tricloretilene: pompaggio privo di problemi; non infiammabili e non esplosivi, ma vengono disciolti in olio con conseguente aumento della pressione finale; attendere il raggiungimento della normale temperatura di esercizio. Tenere aperta la gas ballast durante il pompaggio di tetracloruro di carbonio e altri solventi non infiammabili. Utilizzare olio per pompe LVO 100.
Toluene: pompare attraverso il deflettore a bassa temperatura e senza gas ballast. Utilizzare gas inerte, non aria, come zavorra.
Difetti di funzionamento durante il pompaggio con gas ballast. Potenziali cause di errore per cui non viene raggiunta la pressione finale richiesta
a) L'olio della pompa è contaminato (in particolare, da vapori disciolti). Controllare il colore e le proprietà. Soluzione: far funzionare la pompa per un periodo di tempo prolungato con il serbatoio per vuoto isolato e la valvola del gas ballast aperta. In caso di forte contaminazione, si consiglia di cambiare l'olio. Non lasciare mai la pompa con olio contaminato per lunghi periodi di tempo.
b) Le parti scorrevoli della pompa sono usurate o danneggiate. In condizioni di pulizia, le nostre pompe possono funzionare per molti anni senza alcun intervento di manutenzione specifico. Se la pompa è stata fatta funzionare per un periodo di tempo prolungato con olio sporco, tuttavia, i cuscinetti e le valvolegate potrebbero aver subito danni meccanici. Questo deve sempre essere ipotizzato quando la pompa non raggiunge più la pressione finale specificata nel catalogo, anche se l'olio è stato sostituito. In questo caso, è necessario inviare la pompa per la riparazione oppure contattare il nostro servizio clienti.
c) Lo strumento di misurazione è contaminato (vedere la pagina su Manutenzione degli strumenti di misura).
Potenziali cause di errore quando la pompa non gira più
- Controllare l'alimentazione elettrica della pompa.
- La pompa è stata lasciata per un lungo periodo di tempo con olio contaminato o resinoso.
- La pompa è a meno di 10 °C e l'olio è denso. Riscaldare la pompa.
- Si è verificato un guasto meccanico. Contattare il servizio clienti.
Perdite di olio in corrispondenza dell'albero
In presenza di perdite di olio dall'albero, è necessario controllare e sostituire la guarnizione dell'albero nel cuscinetto di trasmissione. Il design delle pompe consente di sostituire facilmente questa guarnizione, seguendo le istruzioni operative fornite con l'unità.
Fondamenti della tecnologia del vuoto
Scarica il nostro e-book "Fondamenti della tecnologia del vuoto" per scoprire i processi e gli elementi fondamentali delle pompe per vuoto.
Riferimenti
- Simboli del vuoto
- Glossario delle unità
- Riferimenti e fonti
Simboli del vuoto
Glossario dei simboli comunemente utilizzati negli schemi della tecnologia del vuoto come rappresentazione visiva dei tipi di pompe e delle parti dei sistemi di pompaggio
Glossario delle unità
Panoramica delle unità di misura utilizzate nella tecnologia del vuoto e dell'importanza dei simboli, nonché degli equivalenti moderni delle unità storiche
Riferimenti e fonti
Riferimenti, fonti e ulteriori letture riguardanti la i fondamenti della tecnologia del vuoto
