Se ti sei mai trovato sul ponte della sala macchine di una nave alle 2 del mattino, il tipo di rumore che ti penetra nelle ossa - clangori acuti, tonfi ritmici, un lamento acuto che ti fa male ai denti - sai esattamente come suona il rumore eccessivo della pompa alternativa. In qualità di fornitore di pompe alternative marine, ho ricevuto dozzine di chiamate di soccorso da capitani di navi, ingegneri capo e responsabili della manutenzione che mi ponevano la stessa domanda: perché la nostra pompa fa così tanto rumore e come possiamo risolverlo? Le pompe alternative sono cavalli di battaglia sulle navi: gestiscono qualsiasi cosa, dal trasferimento del carico e dalle operazioni di zavorra alla circolazione del sistema di raffreddamento e alla gestione dei fluidi criogenici, e quando funzionano male, il rumore non è solo un fastidio: è un pericolo per la sicurezza, un grattacapo per la manutenzione e una minaccia per l'efficienza operativa. Negli ultimi 12 anni in questo settore, ho imparato che il rumore non è quasi mai casuale. Risale a problemi specifici e prevenibili legati alla progettazione, all'installazione, al funzionamento o all'usura della pompa: problemi che desidero illustrare chiaramente a chiunque abbia a che fare con una pompa marina rumorosa.
Innanzitutto, iniziamo con le nozioni di base su come funziona una pompa alternativa su una nave, perché comprenderne il movimento è fondamentale per comprenderne il rumore. A differenza delle pompe centrifughe, che fanno girare una girante per spostare il fluido, le pompe alternative utilizzano un pistone o uno stantuffo che si muove avanti e indietro all'interno di un cilindro, creando pressione di aspirazione e scarico in impulsi discreti. Questo movimento avanti e indietro è perfetto per le applicazioni ad alta pressione, ad esempio il pompaggio di petrolio greggio attraverso un oceano o lo spostamento del gas naturale liquefatto (GNL) come fluido criogenico, ma è anche intrinsecamente dinamico, con molte parti mobili che possono disallinearsi, usurarsi o guastarsi se non mantenute correttamente. Per contesto, le pompe alternative marine più comuni rientrano in alcune categorie: pompe di zavorra per uso generale, pompe ad alta pressione per il raffreddamento del motore e pompe alternative criogeniche specializzate per navi metaniere e altre navi per il trasporto di gas. Se desideri saperne di più sui modelli marini che forniamo, puoi consultare la nostra pagina dedicata alle pompe alternative per navi qui.
Una delle cause più comuni di rumore eccessivo in queste pompe è l'allineamento errato tra la pompa e il suo sistema di azionamento, molto spesso un motore elettrico, un motore diesel o un motore idraulico. Quando una pompa e un motore non sono perfettamente allineati (assialmente, nel senso che i loro alberi sono diritti, o angolarmente, nel senso che sono leggermente inclinati), il costante movimento avanti e indietro della pompa alternativa crea uno stress irregolare sull'accoppiamento che li collega. Nel corso del tempo, questo stress provoca l'usura prematura del giunto, provocando vibrazioni che si amplificano fino a generare un forte rumore. L'ho visto accadere più volte di quanto possa contare: la squadra di una nave installa un nuovo motore durante un bacino di carenaggio, taglia gli angoli sull'allineamento per risparmiare tempo e nel giro di un mese la pompa vibra così forte da interrompere le operazioni quotidiane della sala macchine. Inoltre, il disallineamento non causa solo rumore: può portare al guasto delle guarnizioni, al danneggiamento dei cuscinetti e persino a guasti catastrofici della pompa durante il viaggio. La soluzione in questo caso è semplice: controlli regolari dell'allineamento, idealmente ogni 500 ore di funzionamento o dopo qualsiasi manutenzione che implichi la regolazione del sistema di trasmissione. Per le applicazioni ad alta pressione, dove anche i più piccoli disallineamenti possono avere grandi conseguenze, l'allineamento di precisione non è negoziabile.
Successivamente, i componenti interni usurati o danneggiati sono uno dei principali colpevoli. Le pompe alternative hanno molte parti mobili all'interno del cilindro: pistoni, stantuffi, valvole, molle delle valvole e bielle. Ognuna di queste parti è progettata per resistere a migliaia di cicli all'ora e, nel tempo, si usurano. Ad esempio, le valvole di aspirazione e scarico controllano il flusso del fluido dentro e fuori dal cilindro; se le sedi delle valvole o le piastre delle valvole stesse sono usurate, non si chiudono o non si aprono correttamente, creando un rumore di colpi o battiti mentre il fluido pulsa in modo non uniforme. Una volta ho lavorato con una nave metaniera che avvertiva un rumore estremo proveniente dalla sua pompa alternativa criogenica; dopo l'ispezione, abbiamo scoperto che le sedi delle valvole si erano erose da anni di esposizione al GNL sotto zero, provocando l'apertura e la chiusura delle valvole a ogni corsa del pistone. Il team pensava che la pompa stesse per guastarsi, ma la sostituzione delle valvole usurate ha ridotto il rumore di quasi il 70% nel giro di poche ore. Allo stesso modo, le fasce elastiche usurate possono creare spazi tra il pistone e la parete del cilindro, causando perdite di pressione che causano un rumore sordo quando la pressione aumenta e diminuisce in modo non uniforme. Anche i cuscinetti della biella, che supportano l'asta che trasferisce il movimento dalla trasmissione al pistone, possono usurarsi, provocando un forte suono metallico che viene spesso scambiato per il rumore del motore. Le ispezioni regolari di questi componenti interni, compreso il controllo di usura, crepe o detriti, sono fondamentali per prevenire questo tipo di rumore. Su molte navi, consigliamo di ispezionare le parti interne delle pompe alternative durante ogni bacino di carenaggio, anziché attendere un guasto.
Lo squilibrio idraulico è un'altra causa spesso trascurata del rumore eccessivo nelle pompe alternative marine. Poiché queste pompe muovono il fluido a impulsi discreti, se il sistema di fluidi a cui sono collegate (come una linea di zavorra o un circuito di raffreddamento) non dispone di un'adeguata regolazione della pressione o di uno smorzamento delle pulsazioni, i picchi e le cadute di pressione che si verificano con ogni corsa del pistone possono riverberare attraverso l'intero sistema di tubazioni. Questo si chiama rumore generato dal fluido e può sembrare un rombo a bassa frequenza diverso dai clangori metallici dovuti all'usura dei componenti interni. Ad esempio, se una pompa funziona a una portata troppo elevata per le dimensioni della linea di scarico, o se sono presenti attorcigliamenti o blocchi nella linea che intrappolano la pressione, gli impulsi della pompa non possono dissiparsi, creando risonanza nelle tubazioni che amplifica il rumore. Ho anche visto casi in cui una pompa di zavorra su una nave portarinfuse faceva così tanto rumore da disturbare gli alloggi dell'equipaggio, solo per scoprire che la nave non aveva installato uno smorzatore di pulsazioni sulla linea di scarico. L'aggiunta di un semplice smorzatore ha ridotto il rumore da 92 decibel (all'incirca quanto un tosaerba) a 78 decibel (più o meno il livello di una conversazione affollata in un ristorante), una differenza giorno e notte. Per le pompe alternative ad alta pressione, lo squilibrio idraulico rappresenta un rischio ancora maggiore, poiché i picchi di pressione possono danneggiare la pompa e le tubazioni, non solo creare rumore. Se hai a che fare con un rumore che sembra provenire dal sistema di tubazioni piuttosto che dalla pompa stessa, controllare i manometri e installare o aggiornare gli smorzatori di pulsazioni è un buon primo passo.
Anche le condizioni operative specifiche delle navi contribuiscono all'eccessivo rumore delle pompe in modi che le pompe terrestri non devono affrontare. Le navi sono in costante movimento, rollio e beccheggio in mare agitato, il che crea ulteriori vibrazioni che possono alterare l'equilibrio e l'allineamento della pompa. A differenza delle pompe terrestri, che poggiano su stabili fondazioni in cemento, le pompe marine sono montate su ponti di navi in acciaio che si flettono e vibrano ad ogni onda. Se i piedini di montaggio della pompa sono allentati o la soletta è corrosa o usurata, la flessione può amplificare vibrazioni e rumore. Una volta ho lavorato con una nave portacontainer che avvertiva un rumore insolito della pompa durante i transiti in condizioni meteorologiche avverse; Quando il team ha controllato i supporti della pompa, ha scoperto che diversi bulloni si erano allentati a causa delle vibrazioni costanti durante i viaggi. Il serraggio dei bulloni e l'aggiunta di isolatori antivibranti tra la pompa e il supporto hanno risolto il problema quasi immediatamente. Un altro problema comune specifico della nave è la viscosità o la contaminazione del fluido. L'acqua di mare, spesso utilizzata per la zavorra e il raffreddamento, può contenere elevati livelli di sedimenti, sale e detriti che usurano i componenti della pompa e creano attrito. Se il fluido pompato è troppo viscoso (come il carburante pesante), crea più resistenza mentre si muove attraverso la pompa, portando a stress più elevati, più vibrazioni e rumore più forte. Le pompe alternative criogeniche, utilizzate per spostare il GNL o altri gas liquefatti, sono particolarmente sensibili alla consistenza del fluido; qualsiasi contaminazione nel gas può causare picchi di pressione e attriti interni che amplificano il rumore. La filtrazione e i test regolari dei fluidi sono fondamentali in questo caso: la sostituzione dei filtri e il controllo della qualità dei fluidi a ogni viaggio possono prevenire molti rumori e danni.
Infine, problemi di progettazione e dimensionamento derivanti dall’installazione originale della pompa possono portare a un rumore eccessivo lungo la linea. A volte, gli operatori navali scelgono una pompa alternativa troppo piccola per l'applicazione prevista, pensando che risparmierà spazio o costerà denaro. Una pompa sottodimensionata deve lavorare di più per spostare il fluido richiesto, con conseguente aumento della pressione, maggiore stress sui componenti e rumore più forte. Ad esempio, una nave che necessita di una pompa di zavorra da 500 galloni al minuto ma installa un modello da 300 galloni al minuto funzionerà costantemente alla massima capacità, creando un rumore costante e usurando i componenti nella metà del tempo previsto. D'altro canto, una pompa sovradimensionata può anche causare rumore se viene utilizzata a carico parziale, il che porta a impulsi di flusso e pressione instabili. Quando collaboriamo con gli armatori per la fornitura di pompe alternative, eseguiamo sempre un calcolo a pieno carico, considerando l'applicazione, il tipo di fluido, le condizioni operative e le dimensioni della nave per assicurarci di adattare la pompa alle esatte esigenze della nave. Per le applicazioni ad alta pressione che richiedono un flusso costante e affidabile, la scelta della pompa alternativa ad alta pressione della giusta dimensione è essenziale per evitare rumore e problemi operativi.
Tutto questo per dire che il rumore eccessivo della pompa alternativa su una nave non è quasi mai un mistero: è un segnale che qualcosa non va nella pompa, nella sua installazione o nel suo funzionamento. Che si tratti di disallineamento, valvole usurate, squilibrio idraulico, condizioni specifiche della nave o cattivo dimensionamento, la soluzione è quasi sempre radicata nella manutenzione regolare, nell'attenta installazione e nel corretto funzionamento. In qualità di fornitore specializzato esclusivamente in pompe alternative marine, ho visto in prima persona che affrontare tempestivamente il rumore, prima che porti a guasti, tempi di inattività o rischi per la sicurezza, fa risparmiare agli armatori migliaia di dollari nel lungo periodo. Se hai a che fare con il rumore eccessivo proveniente da una pompa alternativa sulla tua nave o se stai cercando di aggiornare o sostituire le tue attuali pompe, siamo qui per aiutarti. Siamo specializzati in una gamma di pompe alternative marine, dalle pompe di zavorra e raffreddamento per uso generale alle pompe alternative criogeniche specializzate per navi metaniere, tutte progettate per funzionare in modo silenzioso, affidabile ed efficiente nelle difficili condizioni dell'oceano aperto. Non lasciare che le pompe rumorose interrompano il tuo viaggio o il comfort del tuo equipaggio: contattaci per avviare una discussione sulla giusta soluzione di pompe per la tua imbarcazione.
Riferimenti
- Ufficio americano di spedizione (ABS). (2021). Linee guida per il funzionamento e la manutenzione delle pompe alternative marine. Pubblicazione marittima ABS.
- Istituto Idraulico. (2019). Linee guida per la riduzione del rumore delle pompe volumetriche e centrifughe. Pressa dell'Istituto Idraulico.
- Organizzazione marittima internazionale (IMO). (2020). Linee guida per la riduzione del rumore a bordo delle navi. MEPC.328(75).
- Associazione dell'industria delle pompe (PIA). (2022). Analisi dell'usura e dei guasti dei componenti interni della pompa alternativa. Relazione tecnica PIA.
- Comitato per la struttura della nave. (2020). Controllo delle vibrazioni e del rumore per macchinari marini. Rapporto SSC 475.
