Prolunga la durata dei sistemi di pompaggio
La cavitazione è un problema comune che può avere un impatto negativo sull'efficienza e sull'affidabilità delle pompe. Tuttavia, i convertitori di frequenza (VFD) Danfoss sono dotati della funzionalità Condition-based monitoring (CBM), che offre nuove possibilità per rilevare ed evitare la cavitazione nei sistemi di pompaggio. Utilizzando l'approccio “inverter come sensore” e l'analisi dei dati di corrente, il monitoraggio delle condizioni può identificare efficacemente i guasti legati alla cavitazione e contribuire a prevenire potenziali danni e usura.
Come altre funzioni CBM, come il rilevamento dei guasti dell'avvolgimento dello statore, il rilevamento della cavitazione è ora considerato parte della famiglia CBM. Ciò significa che la stessa infrastruttura CBM può essere utilizzata per implementare sistemi di rilevamento della cavitazione. Anche i (VFD) con licenze CBM precedenti possono essere aggiornati per includere il monitoraggio della cavitazione tramite un aggiornamento software.
Cosa causa la cavitazione della pompa?
Quindi, come si verifica la cavitazione e cosa la rende un problema per i sistemi di pompaggio?
La cavitazione si verifica quando le rapide variazioni di pressione di un liquido causano la formazione di bolle. Queste bolle possono collassare a pressioni più elevate, generando onde d'urto che creano micro-cavità nella girante della pompa. Ciò comporta un'usura e un'erosione accelerate delle pale rotanti. Inoltre, il collasso delle bolle genera ulteriori rumori, colpi e vibrazioni, che riducono ulteriormente l'efficienza della pompa alterando il modello di flusso.
Le implosioni locali delle bolle di cavitazione possono anche alterare le proprietà chimiche del liquido, producendo radicali liberi, causando ossidazione e degradazione dei composti chimici. Sebbene questi effetti si verifichino in piccole quantità, comportano comunque cambiamenti nella qualità dei prodotti, un fattore importante nell'industria alimentare e delle bevande o nell'industria petrolifera e del gas.
È importante notare che la cavitazione può influire anche su altri componenti del sistema a contatto con fluidi in movimento ad alta velocità, tra cui sistemi di tubazioni, componenti della pompa, alloggiamento del motore, manicotti del cilindro, componenti HEX e componenti della turbina idroelettrica. Pertanto, il rilevamento precoce della cavitazione nella pompa, unito a una rapida azione correttiva, può proteggere e prolungare la durata di un intero sistema di componenti.
In che modo il CBM protegge le pompe dalla cavitazione?
Rilevare ed evitare la cavitazione è fondamentale per mantenere le prestazioni della pompa e prevenire costosi danni. Il monitoraggio predittivo sotto forma di CBM integrato nel drive VFD offre una soluzione efficace per raggiungere questo obiettivo. Il rilevamento della cavitazione può essere ottenuto tramite l'analisi della corrente, consentendo il rilevamento senza sensore. La cavitazione produce turbolenze, creando rumore udibile e un segnale nella corrente motore. Questa turbolenza si riflette nella corrente motore e viene rilevata dall'algoritmo di monitoraggio predittivo.
L'algoritmo confronta il segnale di cavitazione effettivo con i livelli di soglia definiti dall'utente. Se i valori superano le soglie impostate per un tempo predefinito, l'evento viene segnalato come cavitazione.
Vantaggi del CBM e della manutenzione predittiva
I vantaggi nell'evitare la cavitazione utilizzando il CBM sono significativi. Grazie al monitoraggio permanente tramite CBM integrato nei drive VFD Danfoss, è possibile rilevare ed evitare la cavitazione. Si tratta di una soluzione conveniente che compete con i metodi tradizionali basati su sensori esterni, come suono, vibrazioni o pressione. Prevenendo l'usura della pompa e i danni causati dalla cavitazione, la produttività è ottimizzata e la durata dei componenti può essere prolungata. Diventa così possibile eseguire la manutenzione predittiva, con conseguente riduzione dei costi di manutenzione e sostituzione.
La cavitazione è uno dei fattori che compromettono le prestazioni della pompa. Grazie al monitoraggio predittivo integrato direttamente nel VFD, offriamo ai nostri clienti un modo proattivo per rilevare e prevenire i danni prima che si verifichino. È più intelligente, semplice e molto più "cost-effective" rispetto ai metodi tradizionali basati su sensori.
Evita il fenomeno della cavitazione utilizzando la funzionalità Condition-based monitoring
Per evitare la cavitazione, il flusso può essere ridotto riducendo la velocità della pompa a piccoli step. Il CBM lo consente tramite una funzione di bypass. La velocità del motore viene ridotta automaticamente entro limiti predefiniti quando viene rilevata la cavitazione. Una volta evitata la cavitazione, la funzione può essere configurata in modo da rimanere all'ultima velocità che ha impedito la cavitazione oppure tentare gradualmente di tornare al riferimento di velocità originale, verificando continuamente se nel frattempo la cavitazione è scomparsa. Inoltre, la funzione fornisce tutte le informazioni di stato necessarie, consentendo al VFD di funzionare come unità standalone o di essere integrato con PLC in un sistema di controllo di processo di livello superiore. Questa funzione di prevenzione è disattivata per impostazione predefinita e spetta all'utente decidere se attivarla in base alle proprie specifiche esigenze.
In sintesi, prevenire la cavitazione della pompa è fondamentale per mantenerne l'efficienza e ridurre possibili danni e l'usura. Il monitoraggio predittivo, che utilizza tecniche avanzate come l'analisi della corrente, fornisce una soluzione affidabile ed economica per rilevare ed evitare la cavitazione. Implementando sistemi di monitoraggio predittivo, i processi industriali possono beneficiare di una migliore produzione, di una maggiore durata dei componenti e di costi di manutenzione ridotti, portando in ultima analisi a operazioni più fluide e affidabili.
Analisi in tempo reale del motore e della pompa basata su computer edge
Con la soluzione edge computing, che consente di ottenere informazioni più rapide elaborando i dati di processo sul drive VFD, i dati vengono raccolti più volte al secondo, garantendo che qualsiasi misurazione al di fuori dell'intervallo normale attivi un avviso rapidamente e tempestivamente, riducendo al minimo il rischio di anomalie non rilevate.