Risoluzione dei problemi di caduta di pressione nei sistemi marini

Per qualsiasi sistema di raffreddamento a acqua di mare, linea di trasferimento del combustibile o sistema antincendio principale, una caduta di pressione ingiustificata provoca allarmi di arresto e degrada le apparecchiature, riducendone le prestazioni e mettendo a rischio il funzionamento di macchinari critici. Pertanto, si evitano arresti non necessari e costosi interventi in bacino per consentire all’ingegnere di bordo e al sovrintendente tecnico di individuare con precisione la causa, ottenendo risultati affidabili. Grazie al supporto dei nostri oltre 100 tecnici E&M e del nostro laboratorio di 5000 m² a Nantong City, SME Group si occupa di progetti di ingegneria per equipaggiamenti marini e fornisce servizi per oltre 500 progetti all’anno in media fin dalla sua fondazione nel 2000, possedendo inoltre certificazioni ISO 9001/14001/45001 (ANAB/IAF/UKAS) e operando su scala globale. In questa sezione, illustreremo un approccio rapido per la diagnosi della caduta di pressione negli equipaggiamenti e nei sistemi marini.

Identificazione della causa radice: ostruzioni nei filtri e nei cestelli

I filtri o i collettori ostruiti rappresentano la causa principale della caduta di pressione nei sistemi di tubazioni marittime. In linea generale, tutti i materiali estranei — come organismi marini, sabbia, gusci di mitili e, in alcuni casi, frammenti di ruggine — si accumulano tipicamente nei cestelli dei collettori nei sistemi ad acqua di mare. Man mano che il cestello si intasa progressivamente, la differenza di pressione attraverso il collettore aumenta, poiché la pressione sul lato a valle diminuisce, mentre rimane costante o leggermente elevata sul lato a monte. È fondamentale ispezionare i collettori e verificare che non siano intasati prima di considerare altre possibili cause. Un semplice test consiste nel controllare gli indicatori della differenza di pressione del collettore e annotare eventuali variazioni. Raccomandiamo l’uso di collettori doppi, poiché consentono di passare da un collettore all’altro e di rimuovere il cestello per la pulizia, mentre il secondo collettore continua a funzionare correttamente. Se filtri e collettori funzionano normalmente, è opportuno riesaminare il proprio processo interno oppure contattare uno degli ingegneri tecnici esperti (SME) per valutare l’installazione di un ulteriore sistema di monitoraggio in grado di segnalare il momento in cui i collettori necessitano di pulizia.

Malfunzionamenti delle valvole e valvole a farfalla parzialmente chiuse

La perdita di pressione causata da errori umani o da guasti alle valvole è un evento comune. Valvole che operano in posizione "completamente aperta", come le valvole globo, a saracinesca o a farfalla, vengono talvolta parzialmente chiuse, provocando una forte restrizione del flusso. Ciò può verificarsi a causa di un'asta usurata o di un indicatore difettoso, oppure per errori normali di esercizio o di calibrazione. Le valvole di ritegno sono andate in avaria a causa della corrosione o della presenza di detriti sul disco, oppure per l'usura del perno dell'articolazione, con il disco bloccato in posizione parzialmente aperta anziché chiusa. Per verificarne lo stato, l'operatore deve ispezionare fisicamente ciascuna valvola del circuito interessato, confrontando ogni valvola con lo schema di linea relativo a quel circuito e procedendo in sequenza su ciascuna valvola. Sulle valvole di ritegno è spesso possibile, adottando le opportune misure di sicurezza, battere leggermente il corpo della valvola con un martello per sbloccare un disco inceppato; tuttavia, una valvola di ritegno appiccicosa o guasta richiederà probabilmente la sostituzione o la smontaggio. È inoltre opportuno ispezionare le linee di by-pass, nel caso in cui un operatore abbia accidentalmente lasciato una valvola di by-pass parzialmente o completamente aperta, causando pressioni impreviste. Il team altamente qualificato di SME svolge questa attività nell'ambito dei pacchetti di manutenzione e ispezione ordinaria, riducendo così al minimo il rischio derivante da questo problema invisibile.

Incrostazioni nelle tubazioni, corrosione e intasamento interno

Con il tempo, i componenti inizieranno ad accumulare depositi interni di incrostazioni, prodotti di corrosione e strati biologici di sporcizia all’interno delle tubazioni in ambiente marino; tutti questi elementi riducono la sezione trasversale della condotta. Ciò è particolarmente vero nelle applicazioni raffreddate a acqua di mare: la precipitazione di CaCO3 (carbonato di calcio) o la crescita di cozze all’interno delle tubazioni, nel corso del tempo, può ridurne efficacemente il diametro interno. Si sviluppa un’incrostazione interna che si manifesta progressivamente come una perdita di pressione, spesso non rilevata durante il normale funzionamento fino a quando le prestazioni della nave non iniziano a deteriorarsi in una fase critica. Questa situazione può essere monitorata al meglio confrontando le attuali pressioni di mandata e le portate della pompa con i dati pubblicati nei registri originali delle prove in mare / dati di prestazione. Un ostruzione significativa, indicata ad esempio da una riduzione del 15–20% della portata a una determinata velocità di esercizio, deve indurre a indagare su ostruzioni di tale entità. Ispezioni mediante ultrasuoni per lo spessore e ispezioni con endoscopio (borescope) aiuteranno a correlare l’incrostazione alle condizioni effettive della tubazione. La pulizia chimica (decalcificazione acida) o la rimozione mediante getto d’acqua ad alta pressione possono risolvere il problema, generalmente durante la sosta in bacino asciutto. In altri casi, sarà necessario sostituire semplicemente i tratti di tubazione interessati. Presso SME utilizziamo regolarmente e installiamo sistemi ICCP insieme a indagini periodiche sullo stato delle tubazioni; le informazioni raccolte consentono ai nostri clienti di prevenire in anticipo fenomeni di incrostazione in servizio che potrebbero verificarsi in futuro, trasformandosi in una crisi — ad esempio, una brusca caduta di pressione — e in un vero e proprio'emergenza operativa per la nave o l’impianto.

Usura della pompa, danneggiamento della girante e degradazione delle prestazioni del motore

Quindi, se i filtri e le valvole a monte della pompa sono stati controllati e risultano funzionanti al 100%, spesso è la pompa stessa a causare la perdita di carico. L'usura è inevitabile per qualsiasi pompa in ambiente marino: si tratta di un problema comune riguardante le pale dell'impeller, gli anelli di usura, le superfici interne della cassa e altri componenti. Ciò comporta un aumento delle perdite interne della pompa o una maggiore ricircolazione interna, con conseguente incremento delle perdite per ricircolazione, ecc. Le pale dell'impeller possono anche andare perse a causa di una pressione di aspirazione troppo bassa; la cavitazione provoca un rapido deterioramento delle prestazioni della pompa e talvolta determina un improvviso collasso della portata erogata. Registrare quindi la pressione di mandata sul flangia di uscita della pompa, lungo la tubazione di aspirazione e prima della prima valvola di isolamento (che può essere isolata per prove, se applicabile). Se la pressione risulta inferiore a quella attesa per la pompa operante alla pressione di aspirazione nominale, ciò indica che la pompa non funziona più alla capacità progettuale: il sistema potrebbe essere fortemente usurato oppure una o due pale dell'impeller potrebbero essere danneggiate o mancanti. Va inoltre registrato un confronto del carico del motore: un assorbimento di corrente inferiore indica un carico ridotto, probabilmente dovuto a usura della pompa o a danno dell'impeller, mentre un carico superiore al normale sarebbe invece tipico di un sistema ostruito. L'usura si manifesta in modo più evidente sotto forma di vibrazioni e di aumento delle temperature dei cuscinetti. I nostri tecnici SME aiuteranno a verificare la curva di prestazione della pompa a bordo nave utilizzando strumenti di taratura quali misuratori di portata e sensori di pressione, ecc. La diagnosi di un calo di pressione richiede un’analisi logica passo-passo, che parte da un semplice spurgo del filtro e procede fino a monitoraggi e diagnosi avanzate delle pompe. Applicando questa metodologia rigorosa, gli ingegneri marittimi possono ottenere diagnosi rapide ed efficienti del sistema, riducendo i tempi di troubleshooting ed evitando sostituzioni superflue di componenti. SME Group vanta oltre 20 anni di esperienza nel settore marittimo, una rete globale di supporto e un team sempre pronto a impegnarsi ulteriormente per soddisfare le esigenze e i requisiti dei clienti.