Le pompe ad alta pressione
Sono tanti e vari i settori professionali che utilizzano tecnologie basate sul lavoro delle pompe a pistoni ad alta pressione.
L’esempio più noto è quello delle idropulitrici nel settore del cleaning, ma l’emissione di un getto pressurizzato non viene utilizzato solo per le pulizie, ed è molto lunga la lista dei campi nei quali vengono impiegati strumenti che sfruttano le pompe a pistoni per generare una forte variazione di pressione.
Cominciamo, però, analizzando innanzitutto come funzionano questi potenti e versatili sistemi.
Come funzionano le pompe ad alta pressione
Quando si parla di pompe ad alta pressione, si intendono, innanzitutto, pompe a pistoni capaci di pompare grandi quantitativi di liquidi e fluidi all’interno di circuiti e tubazioni.
È questo, come già accennato, il principio di funzionamento basilare che accomuna numerosi strumenti professionali, differenti tra loro solo per il fluido, la portata e la pressione da pompare. Riprendendo l’esempio dell’idropulitrice: generando un getto d’acqua ad elevata potenza con una pompa a pistoni si aziona il macchinario per le pulizie domestiche o professionali. Ma vedremo più avanti quanto siano numerosi e differenti tra loro i campi di applicazione di queste pompe.
Prima, invece, chiariamo che le pompe a pistoni sono catalogate come pompe volumetriche alternative, composte da una camera a tenuta ad alta pressione fissa e da uno stantuffo cilindrico liscio che scorre attraverso la tenuta azionato da un motore endotermico, idraulico o elettrico.
APPROFONDISCI: COSA SONO LE POMPE A PISTONI E A COSA SERVONO
Grazie allo spostamento alternativo lungo un asse, il pistone crea la pressione nel cilindro necessaria a spingere il fluido attraverso tutto il circuito. Tale pressione si genera nella camera azionando delle valvole, sia nel punto di aspirazione che in quello di mandata, e raggiunge valori che variano da 10 a 2800 bar.
La camera di tenuta, infatti, presenta un ingresso per aspirare il fluido nella pompa e un’uscita per pompare effettivamente il fluido nel sistema di erogazione: la presenza, in questi due punti, di apposite valvole assicura la pressurizzazione e il movimento del materiale da pompare in una sola direzione.
Quando il pistone si allontana dall’ingresso, crea un vuoto, quindi un’aspirazione: la valvola si apre automaticamente e il materiale viene aspirato nella camera del cilindro. Quando il pistone viene spinto nella direzione opposta, cioè verso l’uscita, la pressione solleva l’elemento di chiusura della valvola di uscita e il materiale alimentato viene pressurizzato per l’erogazione.
APPROFONDISCI: LA MANUTENZIONE DELLE POMPE A PISTONI AD ALTA PRESSIONE
Per molti versi, le pompe a pistoni sono molto simili alle pompe a membrana ma presentano il vantaggio principale di essere progettate per un uso molto frequente e ripetuto e per resistere all’alta pressione.
A seconda della pressione d’esercizio che sopportano, infatti, possiamo distinguere tra:
- Pompe a bassa pressione: inferiore a 10.000 psi (69 MPa);
- Pompe a media pressione: compresa tra 10.000 e 15.000 psi (da 69 a 103 MPa);
- Pompe ad alta pressione: compresa tra 15.000 e 40.000 psi (da 103 a 276 MPa);
- Pompe a ultra alta pressione: compresa tra 40.000 psi e 75.000 psi (da 276 a 517 MPa).
1. Head
2. Crankcase
3. Shaft
4. Bearings
5. Drive piston
6. Pin
7. Connecting rod
8. Eccentric
9. Pumping piston (Bush)
10. Screw
Le unità ad alta pressione
Partendo da questa classificazione, possiamo dedurre che le pompe ad alta (e ultra alta) pressione siano progettate e impiegate per agire con la massima potenza impiegabile, ragion per cui impiegate in lavorazioni industriali trasversalmente catalogabili nella rimozione, anche ad alto impatto, di residui di materiali indesiderati dalle superfici più disparate.
Ciò avviene con l’applicazione delle pompe su unità ad alta pressione: apparati tecnologici connotati tanto dall’alta efficacia quanto dall’elevata precisione nell’erogazione del getto pressurizzato; fattore che allarga esponenzialmente il ventaglio dei campi professionali per i quali le pompe risultano indispensabili strumenti di lavoro.
Uno dei principali processi produttivi che le unità ad alta pressione svolgono è il water blasting.
Water blasting
Il water blasting è, pertanto, una procedura di idropulizia che sfrutta la potenza delle pompe ad alta pressione per generare un getto d’acqua pressurizzato ed impiegarlo per rimuovere rivestimenti o contaminanti da un substrato, oggetti, edifici, veicoli e superfici in generale. Può essere utilizzata per la pulizia nei più disparati campi industriali, su diverse superfici e per svariate applicazioni.
Viene definita anche sabbiatura a getto d’acqua in quanto capace di “raschiare” strati indesiderati di materiali ostinati da superfici interne ed esterne, con la semplice forza dell’acqua e senza ricorrere alla sabbia o ad altri abrasivi.
Attraverso l’utilizzo di tubi ad alta pressione, lance ed ugelli speciali, ad esempio, le unità da water blasting permettono di rimuovere grasso e olio da pavimenti e macchinari o di ripristinare superfici metalliche arrugginite.
Questi impianti si avvalgono di pompe a diversa pressione per compiere, rispettivamente:
- idropulizia ad alta pressione: dagli 800 bar (11.600 psi) ai 1500 bar (21.750 psi)
- idropulizia ad ultra alta pressione: oltre i 1500 bar (21.750 psi)
Con lo stesso principio, l’acqua pressurizzata viene adoperata anche il taglio a getto d’acqua su metalli, plastica, pietra, vetro, ceramica e altri materiali, senza l’utilizzo di lame, seghe o fiamme.
Il water blasting comprende anche l’idroscarifica, ovvero la rimozione selettiva di calcestruzzo ammalorato da pareti e facciate con la sola forza della pressione del getto d’acqua, senza trasferire alcuna forza per via strutturale ed evitando la formazione di crepe da tensione.
L’acqua spuzzata dalle pompe ad alta pressione, attraverso lance collegate a specifici ugelli, penetra le superfici in calcestruzzo attraversando le porosità e crea una pressione interna talmente forte da causare il distacco delle parti ammalorate, conservando e preservando parti sane e armature. L’acqua pressurizzata, infatti, allarga le microfratture presenti nella struttura indebolita; pertanto, la pressione di accumulo supera la resistenza a trazione del calcestruzzo e fa distaccare quello già deteriorato.
In maniera simile, l’idrodemolizione, velocizza estremamente le operazioni di ristrutturazione, riparazione e pulizia in campo edile.
APPROFONDISCI: LE POMPE AD ALTA PRESSIONE PER L’IDRODEMOLIZIONE
Aggiungendo all’acqua pressurizzata materiali abrasivi come sabbia o granato, infine, si può ottenere il water blasting abrasivo: queste particolari miscele aumentano la capacità di rimozione e di taglio, rendendo le unità ad alta pressione ancor più indispensabili in diversi ambiti professionali e industriali.
I vantaggi del water blasting
I vantaggi primari offerti da questa tecnica sono sicuramente quelli che riguardano sicurezza, sostenibilità ambientale, ecocompatibilità: non utilizzando sostanze chimiche, il water blasting non comporta pericolo per gli operatori né per le superfici trattate, oltre a non disperdere inquinanti in ambiente per via aerea o attraverso gli impianti di raccolta delle acque.
La rapidità ed efficacia di intervento, inoltre, consente sia il risparmio di manodopera che di tempo in caso di pretrattamento delle superfici per operazioni di verniciatura.
La facilità d’uso e l’impiego di tubi flessibili e prolunghe, invece, permette di raggiungere e trattare con precisione anche i punti più scomodi per i tradizionali metodi di pulizia e sabbiatura
Il fatto di poter essere impiegato su una vasta gamma di materiali e superfici rende poi la pratica estremamente versatile.
Il vantaggio più importante, però, è certamente quello di non danneggiare le superfici durante il lavaggio, in quanto non vengono utilizzati utensili appuntiti o sostanze aggressive per rimuovere lo strato di sporco indesiderato e questo viene applicato con estrema precisione.
Le applicazioni delle unità ad alta pressione
Le unità di pulizia che utilizzano le pompe ad alta pressione trovano un’infinita gamma di applicazioni nei più disparati settori dell’industria e della pulizia professionale, di seguito troverete alcuni esempi
Municipalità
Rimozione di polvere, terriccio, vernici e intasamenti da:
- Pavimenti
- Superfici verticali
- Arredi urbani
- Serbatoi e containers
- Fognature, caditoie e tubi di scarico
- Servizi igienici
- Veicoli
- Impianti di riscaldamento
- Veicoli e macchinari
APPROFONDISCI: LE POMPE AD ALTA PRESSIONE PER L’URBAN CLEANING
Settore edile
Rimozione di incrostazioni e detriti di cemento, asfalto, immondizia, calcestruzzo, calce, catrame, grasso, vernice, mastice e creta da:
- Macchinari
- Veicoli
- Canali
- Ascensori, dighe e piani di scorrimento
Taglio del cemento.
Risanamento e sabbiatura di gallerie.
Idroscarifica superficiale del calcestruzzo di:
- Grandi infrastrutture
- Dighe
- Viadotti
- Abitazioni e uffici
Preparazione di superfici.
Irruvidimento di superfici in pietra e in calcestruzzo.
Rimozione di materiali incastrati, cappotti, rivestimenti danneggiati o corrosi da muri e pavimenti.
Settore petrolchimico
Rimozione di incrostazioni e sedimenti di alghe, carbone, schiuma, polimeri morbidi e amianto, cera, paraffina, grasso e residui di greggio, incrostazioni calcaree, solfato di calcio, cloruri, polimeri duri, ossido di ferro, carbone, carbone duro, PVC e PVA, da:
- Scambiatori di calore
- Caldaie
- Serbatoi
- Reattori
- Tubazioni
- Torri di raffreddamento
Operazioni di taglio “a freddo”.
Settore navale
Rimozione di sedimenti e incrostazioni causati da vegetazione marina, salsedine, cirripedi, vernice scrostata e ruggine su:
- Scafi di imbarcazioni
- Banchine
- Piattaforme di trivellazione
- Serbatoi
- Caldaie
Pulizia subacquea di tubi e piattaforme.
Rimozione di rivestimenti pre-riverniciatura.
Preparazione di superfici.
Aspirazione di fango e sedimenti da:
- Prese di carico
- Serbatoi di zavorra
- Doppi fondi
Settore Automotive
Applicazione particolare nelle cabine di verniciatura per la rimozione di sedimenti e strati residuali di vernice da:
- Macchinari
- Utensili
- Grate
- Convogliatori
- Carrelli
- Slitte
Cementifici
Rimozione di sporco, grasso e residui di prodotti cementizi da:
- Grate
- Pavimenti
- Tubature
- Pareti
- Veicoli, macchinari e attrezzature
- Centri di raffreddamento
- Colonne di pre-riscaldamento
- Forni rotanti
Settore aviazione
Particolare applicazione per la pulizia di residui di grasso, gomma e fluidi idraulici da piste aeroportuali e giunture di espansione
Settore militare
- Pulizia aeroporti
- Decontaminazioni nucleari
- Interventi in marina militare
- Pulizia veicoli e mezzi cingolati
- Rinnovamento/smantellamento di installazioni in cemento
- Taglio freddo di munizioni e armamenti in impianti smilitarizzati
Settore energetico
Particolare applicazione nella decontaminazione nucleare di capsule di carburante.
Pulizia specialistica di:
- Scambiatori di calore ad U
- Valvole dei boiler
- Utensili e attrezzature
Settore chimico e farmaceutico
Rimozione di residui chimici da:
- Tubi di caldaia
- Serbatoi
- Miscelatori
- Valvole
- Evaporatori
- Scambiatori di calore
- Tubature
- Recipienti
- Reattori
- Filtri
Settore siderurgico
Rimozione di incrostazioni calcaree, carbone, minerale e calce da:
- Scambiatori di calore
- Caldaie
- Canne fumarie
- Camini
- Forni aperti
- Scivoli e tramogge
- Barre di decalcificazione
- Impianti idraulici
- Scaglie di laminazione
Rimozione di ruggine dura e scorie di saldatura da:
- Recipienti
- Tubi
- Serbatoi
Rimozione di polvere di bauxite indurita da:
- Fucine
- Filtri
- Pavimenti
- Serbatoi
- Pozzi di scarico e scarichi
Rimozione di depositi, ossidi di metallo, ceramica e materiali sabbiosi da:
- Colate
- Forni
- Pale
Settore alimentare e distillerie
Rimozione di grassi, olii, sporcizia, impasti e residui di cibo da:
- Vasche
- Forni
- Mescolatori
- Trasportatori
- Tubature
- Tubi di caldaie
- Macchinari in genere
Rimozione di sedimenti e residui di lieviti da tini per la fermentazione.
Ultrafiltrazione con osmosi inversa.
Taglio ad acqua.
Pulizia specialistica di:
- Celle frigorifere
- Mattatoi
- Pescherie
- Macellerie
- Zuccherifici
- Impianti di imbottigliamento
- Impianti di taglio cibi
- Evaporatori
- Serbatoi del latte
- Impianti centralizzati in latterie e caseifici
Settore minerario
Sbloccaggio di impianti meccanici a causa di depositi di carbone, polvere di roccia, fango o olio.
Pulizia pre-manutenzione di:
- Veicoli
- Escavatori
- Linee sotterranee di trasporto e pozzi
- Macchinari per il recupero di minerale metallico
- Misting
Settore trasporti e ferroviario
Rimozione di:
- residui e pulizia di grasso, vegetazione, fango, cemento o asfalti su veicoli e macchinari;
- vernici per la segnaletica stradale;
- giunture di espansione;
- graffiti, macchie, catrame e mastici su ponti e cavalcavia;
- residui e sedimenti di gesso, cloruro di potassio, cemento e calce in vagoni merci;
- terriccio e foglie secche da linee ferroviarie;
- residui di grasso e depositi di sporco e in camion, carrelli e carri cisterna
Pulizia di:
- carrozze ferroviarie ed autobus.
- liquidi versati
Rinnovamento di superfici in cemento.
Sblocco di canali sotterranei su ponti
Produzione della carta
Rimozione di incrostazioni e sedimenti di grasso, olio, pece, sporcizia e polpa di legno da:
- Scambiatori di calore
- Tubi
- Profilati
- Fonderie
- Macchine per stampa della carta
- Rotoli di aspirazione
- Casse di archivi fotografici e sagome.
Taglio ad acqua.
Produzione della Gomma
Rimozione di incrostazioni e sedimenti lattice, acque calcaree e gomma da:
- Reattori
- Serbatoi di stoccaggio
- Scambiatori di calore
- Tubazioni
- Impianti
Tubazioni
Rimozione di ruggine e vernici di prima ricopertura, grassi speciali sigillanti e olio da filettatura per l’ispezione, fanghi di perforazione e detriti dalle superfici interne di vari tipi di tubi.
Test pressione
Particolare applicazione per unità – manuali o completamente automatiche – equipaggiate con pompe a pistoni per test di pressione e processi di collaudo di:
- Valvole
- Tubature
- Tubi di gomma
- Apparecchiature
- Sistemi completi