Cuscinetti progettati per liquidi abrasivi

I particolati presenti nell'acqua di uno stabilimento di produzione centrale a Kansas City, negli Stati Uniti, causavano il guasto delle boccole dopo 30 mesi. In sostituzione è stato suggerito un materiale per cuscinetti autolubrificante a base di gomma naturale. Il risultato è stato un periodo di cinque anni senza problemi di prestazioni e un risparmio stimato di circa 60.000 dollari.

Trigen-Kansas City Energy Corporation è una società Veolia. Cogenera elettricità e fornisce vapore e acqua refrigerata prodotti centralmente ai clienti nel quartiere centrale degli affari di Kansas City, Missouri, USA. Una pompa a turbina verticale Floway VU cattura fino a 24.000 litri d'acqua al minuto dal fiume Missouri carico di limo per alimentare refrigeratori e generatori di vapore. In passato, le particelle presenti nell'acqua causavano il cedimento delle boccole in gomma con supporto in bronzo dopo circa 30 mesi.

JCI Industries, un fornitore locale di servizi di riparazione di pompe e motori elettrici con sede a Kansas City, ha suggerito di passare a Graphallast, un materiale per cuscinetti autolubrificante a base di gomma naturale prodotto esclusivamente da Graphite Metallizing. Graphallast è particolarmente adatto per il funzionamento continuo se immerso in liquidi contenenti abrasivi come sabbia e liquami. Queste nuove boccole hanno funzionato senza problemi per cinque anni. A quel punto sono stati rimossi durante la manutenzione programmata e non presentavano segni di usura. Si è deciso di sostituire le boccole nonostante la mancanza di usura. JCI calcola che le nuove boccole Graphallast hanno consentito di risparmiare 60.000 dollari USA eliminando la necessità di sostituire boccole e alberi.

Trigen-Kansas City serve circa 60 clienti nel quartiere centrale degli affari con oltre 4 milioni di piedi quadrati di spazio commerciale. La capacità produttiva dell'azienda per Kansas City comprende 1,3 milioni di libbre di vapore all'ora, 10.200 tonnellate di acqua refrigerata e 5 megawatt di capacità di generazione elettrica. L'azienda gestisce una rete di 6,5 miglia di tubi di distribuzione di vapore e 1,5 miglia di acqua refrigerata.

JCI serve un'ampia gamma di mercati, tra cui l'industria municipale, alimentare, chimica, petrolifera, dei servizi pubblici e di processo generale. JCI mantiene più di 2,5 milioni di dollari nel suo inventario che comprende pompe, motori, kit di riparazione e parti di ricambio OEM.

Quando la pompa è stata originariamente installata, gli ingegneri di JCI e Trigen-Kansas City hanno specificato boccole in gomma con supporto in bronzo per le pompe verticali monostadio Flowway Modello VU. La pompa VU da 52 piedi è una pompa a turbina singola ad accoppiamento stretto con una testa fabbricata che scarica fuori terra. L'estremità di aspirazione della pompa è immersa per sette piedi nel fiume. La sua capacità varia fino a 35.000 galloni al minuto (7.950 m3/ora) ed è classificato per pressioni fino a 200 libbre/in2 (13,8 bar).

Originariamente, questa pompa era dotata di materiale di supporto in gomma nell'albero della linea e nelle boccole della vasca. Queste boccole sono progettate per liquidi abrasivi ma non hanno ancora fornito una durata soddisfacente in questa applicazione. JCI utilizza apparecchiature di monitoraggio delle vibrazioni per identificare i primi segni di usura delle boccole in modo che possano essere sostituite prima che causino danni estesi alla pompa. Questa apparecchiatura di monitoraggio indicava costantemente che le boccole in gomma precedentemente utilizzate dovevano essere sostituite a circa 30 mesi dall'installazione.

La sostituzione delle boccole è stata un'operazione impegnativa a causa della probabilità di danni ad altri componenti critici. Quando i cuscinetti si sono guastati, è stato necessario tirare la pompa, cosa che ha richiesto la rimozione del tetto del vano pompa e l'assunzione di una gru per sollevare la pompa. Quindi, i tecnici ispezionavano l'intera pompa per verificare eventuali segni di usura e danni e solitamente dovevano sostituire l'albero, lavorare le flange e verificare gli accoppiamenti. Il costo dell'intero processo era in genere di circa 60.000 dollari.

La sostituzione dei cuscinetti ha inoltre messo la pompa fuori servizio per diverse settimane. Trigen utilizza una pompa di riserva e, durante la maggior parte dell'anno, una pompa è sufficiente per servire i clienti dell'azienda. Tuttavia, durante l’alta stagione di raffreddamento in luglio e agosto e l’alta stagione di riscaldamento in gennaio e febbraio, la domanda può superare la capacità di una singola pompa. Per Trigen era importante individuare i problemi di usura dei cuscinetti con largo anticipo in modo che il lavoro necessario potesse essere svolto al di fuori delle stagioni di punta.