GUARNIZIONI PER VALVOLE E TURBINE IN IMPIANTI IDROELETTRICI

Scenario

L’acqua dei fiumi, anche quando limpida, contiene una elevata quantità di detriti che restano nella loro forma solida anche in presenza di sistemi di filtrazione. Questo rappresenta una problematica per i componenti meccanici all’interno di valvole e turbine degli impianti idrici

Sfida

Un importante costruttore di impianti idroelettrici ci ha chiesto di studiare un sistema di tenuta che potesse migliorare la durata delle guarnizioni a labbro solitamente in utilizzo nelle turbine e nelle valvole

Soluzione

I dati operativi e tecnici  hanno permesso ai progettisti  ATP di identificare nei detriti il principale problema Le guarnizioni presenti in vari punti dell’impianto lavoravano a livelli di pressione non particolarmente gravosi (tra 1bar e 36 bar) e anche le condizioni di velocità erano ampiamente all’interno dei range di impiego di un gran numero di materiali utilizzabili per le tenute sia in gomma che in poliuretano. La temperature poteva variare dai 40°C fino a circa 0°C in inverno.

Analizzata l’acqua di fiume, anche dopo il filtraggio, è risultato subito evidente che i detriti erano composti da mix molto vari sia di materiale morbido ed abrasivo, come i fanghi che da materiale  duro e tagliente, come sabbia e pezzi di roccia.

La scelta del materiale della tenuta rappresentava il cuore della soluzione, in quanto doveva presentare buone caratteristiche di resistenza ad usura anche a basse temperature. L’impiego del tribometro ha reso possibile il confronto reale dei tassi di usura dei vari materiali inizialmente selezionati per questa applicazione. In particolare il tribometro permette una analisi tribologica con la quale si riesce ad identificare, utilizzando  standard definiti, sia il coefficiente di attrito che il wear rate definito per specifiche combinazioni di velocità e di carico. A fronte dei risultati ottenuti i tecnici hanno quindi proposto il SINTEK HTPU LT PLUS, un poliuretano resistente all’idrolisi con un’ottima resistenza all’usura ed elasticità anche a basse temperature,  quindi utilizzabile anche in condizioni climatiche particolarmente fredde durante l’inverno.

Per la scelta del profilo, l’innovazione ha fatto da guida. Grazie all’utilizzo dell’analisi FEM i progettisti ATP hanno studiato una nuova soluzione realizzata con una guarnizione customizzata a labbro a punti multipli di tenuta. I risultati della FEM sono stati indispensabili per il corretto dimensionamento dei punti e per poter simulare un effetto di usura distribuita aumentando la vita utile della guarnizione.

Per il montaggio delle guarnizioni è stato consigliato un lubrificante speciale, OKS 1110 a base siliconica con classe di consistenza NLGI 3 che ha migliorato ulteriormente le prestazioni del sistema di tenuta.

Testimonianza

Grazie alla soluzione innovativa a punti multipli proposta da ATP abbiamo aumentato sensibilmente la vita delle guarnizioni nelle applicazioni, riducendo così il numero di interventi sull’impianto.