Tenuta meccanica rotante

Una tenuta meccanica rotante è un dispositivo progettato per impedire la fuoriuscita di fluidi o gas da un organo in rotazione (ad esempio l’albero di una pompa, di un compressore o di un reattore), garantendo allo stesso tempo il contenimento della pressione interna e la protezione dall’ingresso di contaminanti esterni.

A differenza delle guarnizioni tradizionali (tipo baderna), le tenute meccaniche assicurano una maggiore efficienza, minori perdite e una durata operativa più lunga.

Struttura di base

Una tenuta meccanica è costituita da vari elementi principali:

Facce di tenuta (rotante e stazionaria): sono i due anelli principali, uno solidale con l’albero e l’altro con la carcassa della pompa. Sono realizzati in materiali resistenti all’usura e con proprietà di basso attrito (grafite, carburo di silicio, carburo di tungsteno, ceramiche tecniche).
Elementi elastici (O-ring, soffietti, membrane): garantiscono la tenuta statica e l’adattamento delle facce di tenuta.
Molle o gruppi di molle: applicano la forza necessaria per mantenere in contatto le facce di tenuta anche in assenza di pressione.
Sistema di lubrificazione/raffreddamento: può essere interno o esterno (piani di flussaggio API) per garantire il corretto funzionamento ed evitare il surriscaldamento delle superfici.

Principio di funzionamento

Il funzionamento si basa sul contatto di due superfici estremamente lisce (faccia rotante e faccia fissa) separate da un film sottilissimo di fluido (meato).

Questo film riduce l’attrito e previene il contatto diretto metallo-metallo.
La pressione del fluido pompato o di un fluido ausiliario contribuisce a mantenere il film di tenuta.
Un equilibrio preciso tra forza delle molle, pressione del fluido e attrito assicura la stabilità della tenuta.

Tipologie principali

Tenute bilanciate e sbilanciate: le bilanciate resistono a pressioni più elevate con minore attrito.
Tenute singole e doppie:
- Singole: utilizzate per fluidi puliti e non pericolosi.
- Doppie: adottate per fluidi tossici, abrasivi o molto volatili (con barriera di fluido pulito in pressione).
Tenute a cartuccia: preassemblate, facili da installare e sostituire, riducono il rischio di errori di montaggio.
Tenute a soffietto metallico o elastomerico: garantiscono flessibilità e compensazione dei disallineamenti.

Vantaggi principali

Riduzione significativa delle perdite rispetto alla baderna.
Maggiore durata e affidabilità operativa.
Minori costi di manutenzione.
Adatte a fluidi corrosivi, abrasivi o ad alta temperatura/pressione.
Miglior efficienza energetica dell’impianto.

Applicazioni tipiche

Trattamento acque e settore idrico

Pompe centrifughe multistadio per gruppi di pressurizzazione in reti idriche civili e industriali
Pompe sommerse per pozzi e impianti di sollevamento
Sistemi di irrigazione agricola (a goccia, sprinkler, pivot) con pompe ad asse verticale e orizzontale
Impianti di desalinizzazione (pompe ad alta pressione per osmosi inversa)
Stazioni di pompaggio fognario e acque reflue, con tenute speciali resistenti a solidi sospesi e abrasivi
Pompe antincendio e sistemi di emergenza (firefighting)
Gruppi di pressurizzazione per edilizia residenziale, commerciale e ospedaliera

Industria chimica e petrolchimica

Pompe di processo per fluidi corrosivi e tossici
Reattori e agitatori chimici

Centrali elettriche e nucleari

Pompe di alimentazione caldaia
Pompe di circolazione acqua di raffreddamento
Compressori e turbine ausiliarie

Industria della carta e cellulosa

Pompe di processo per polpa di cellulosa
Sistemi di circolazione acqua bianca

Industria alimentare e farmaceutica

Pompe sanitarie per acqua potabile e fluidi di processo
Sistemi CIP (clean-in-place) con liquidi detergenti e sanitizzanti

Industria marittima e offshore

Sistemi di raffreddamento motori
Impianti di trattamento acque di sentina