Come prevenire la cavitazione nelle pompe centrifughe

Cavitazione e pompe centrifughe, un binomio assolutamente da evitare in quanto estremamente pericoloso. La cavitazione è quel fenomeno per cui all’interno di un fluido si formano delle bolle di vapore, che implodono immediatamente provocando un rumore caratteristico nel macchinario e danneggiando irreparabilmente le parti di un sistema idraulico, delle giranti della pompa e della pompa stessa. E’ un fenomeno che si può riscontrare tipicamente nelle eliche delle navi come nelle pompe centrifughe, appunto. Vediamo allora cosa fare per evitare la cavitazione nelle pompe centrifughe.

Le pompe centrifughe hanno curve caratteristiche di funzionamento che devono essere rispettate per garantirne il corretto uso. Le più classiche sono la curva di prevalenza della pompa, così come quella NPSH – Net positive suction head, ossia relativa all’altezza di aspirazione massima della pompa. Parliamo qui di pompe che hanno un NPSH, dunque non pompe autoadescanti, che aspirano in autonomia l’acqua. Le pompe con NPSH devono essere riempite di acqua e avere un’altezza di aspirazione dell’acqua che non superi quella del valore della curva NPSH indicato.

Costringendo una pompa a lavorare a un valore di aspirazione inferiore, avremo sicuramente cavitazione. Nella cavitazione, ad esempio sulle pale dell’elica di una nave, bolle d’aria si formano ai profili della pala, riducendo la resa e implodendo. Lo stesso avviene sui profili di attacco delle giranti. Bolle di vapore si creano in quanto viene superata la tensione di vapore, ovvero si scende a una pressione talmente bassa per cui il liquido comincia a evaporare. Facciamo qui appello alla fisica: l’acqua a pressione atmosferica inizia a bollire a 100°C. Mettendo l’acqua in un contenitore sotto vuoto, la temperatura di ebollizione scende moltissimo.

Quando pertanto creiamo una carenza di pressione elevata nelle vicinanze della girante della pompa, avremo una vaporizzazione del fluido. L’acqua che evapora provoca delle micro-implosioni che danneggiano la girante in maniera irreparabile.

 

 

Oltre che da un errato valore di NPSH, il fenomeno può essere indotto anche da una errata installazione della pompa: ad esempio collettori di aspirazione dimensionati in modo errato, o con asperità e spigoli vivi. Mettendo per esempio sull’aspirazione di una pompa una tubazione a gomito o un profilo a T, creeremo degli spigoli che possono generare zone di bassa pressione che causano formazione di vapore. Il vapore si distribuisce sulla girante, accentuando la depressione nella zona di aspirazione della pompa, distruggendo la girante per effetto di cavitazione.

Nell’installazione di una pompa centrifuga è quindi fondamentale rispettare la curva di NPSH della pompa, rispettare l’altezza di aspirazione della pompa o mettere la pompa sotto battente, ovvero creare una pressione positiva sull’aspirazione della pompa. Al contempo, occorre infine assicurarsi della corretta progettazione dei collettori di aspirazione, ponendo molta attenzione nel dimensionamento delle valvole di fondo, valvole di ritegno, valvole in aspirazione.

 

 

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