Le 8 cause di guasto più comuni dei manometri

Il guasto di un manometro può essere attribuito ad una o più di questa otto cause: vibrazioni meccaniche, pulsazioni, temperatura estrema, picchi di pressione, sovrapressione, corrosione, intasamento e cattiva gestione / abuso.

I manometri sono parte integrante del sistema di allarme di un’applicazione. Misurando costantemente la pressione, questi strumenti permettono agli utenti di vedere come evolve un processo. I manometri sono robusti e possono gestire condizioni difficili. Tuttavia, anche gli strumenti più resistenti subiscono guasti se non sono stati progettati per una specifica applicazione o condizione.

In WIKA, i nostri clienti ci chiedono spesso perché i loro manometri si sono danneggiati o hanno smesso di funzionare correttamente. Grazie a decenni di esperienza in materia di pressione, abbiamo visto tutte le cause di guasto dei manometri.

Digramma di un manometro a molla Bourdon

Come funzionano i manometri

Prima di addentrarci nel motivo per cui le cose vanno male e in come risolvere il problema, è importante capire prima il funzionamento interno di un manometro meccanico, il più popolare dei quali è il manometro a molla Bourdon.

La molla Bourdon è un elemento elastico cavo a forma di C all’interno della cassa. Quando viene sottoposta a pressione dai fluidi che la attraversano, inizia a muoversi; come un palloncino che cerca di equilibrarsi. Questo movimento viene convertito attraverso la biella, fissata all’estremità della molla Bourdon tramite il coperchietto di chiusura, in una misura di pressione che la lancetta indica sul quadrante.

Le 8 cause di guasto dei manometri

Quando un manometro non funziona come previsto, la causa può essere ricondotta ad almeno uno di questi otto motivi:

1. Vibrazioni meccaniche

Numerosi studi hanno dimostrato che negli impianti di produzione la causa principale dei guasti dei manometri sono le vibrazioni. Esse hanno un impatto negativo sulla precisione del manometro in due modi. In primo luogo, è difficile leggere la lancetta su un quadrante mentre il manometro sta vibrando. In secondo luogo, il danno incrementale al meccanismo della lancetta causato dalla vibrazione può alla fine portare la lancetta fuori dallo zero, producendo letture imprecise.

Segni visibili delle vibrazioni meccaniche

• Limatura/polvere di metallo, come un alone, all’interno del trasparente del manometro derivante da pignoni e ingranaggi usurati
• Lancetta staccata se la vibrazione è forte

Alone all’interno del trasparente (a sinistra); lancetta staccata (a destra)

Rischi legati alle vibrazioni meccaniche

• Usura dei componenti interni
• Perdita di precisione/funzionalità
• Guasto al sistema di pressione

Ingranaggi a pignone usurati (sinistra e centro); ingranaggi a segmenti usurati (destra)

Separatore a membrana modello 990.28

Soluzioni per gli strumento soggetti a vibrazioni meccaniche

Per la maggior parte delle situazioni, una cassa con riempimento di liquido è il modo più conveniente ed economico per proteggere i manometri dalle vibrazioni. Il riempimento della cassa con glicerina o olio siliconico agisce come uno smorzatore per rallentare il movimento. Lubrifica anche il pignone e gli ingranaggi del movimento, riducendo così l’usura e prolungando la vita del manometro.

Una seconda soluzione consiste nell’allontanare il manometro dalla fonte della vibrazione. Come? Usare un separatore a membrana con capillare, come il separatore a cella (sandwich) 990.28. Un separatore a membrana  può essere montato praticamente ovunque nell’applicazione, e la linea permette la lettura a distanza. (Vedere questo video e il blog per maggiori informazioni su come funzionano i separatori a diaframma).

2. Pulsazioni

Lancetta che sbatte

La vibrazione si riferisce alle oscillazioni regolari delle parti meccaniche. Le pulsazioni, invece, sono casi regolari di rapidi aumenti e diminuzioni della pressione dei fluidi.

Segni visibili delle pulsazioni

• Lancetta che sbatte
• Lancetta allentata o rotta in casi estremi

Rischi legati alle pulsazioni

• Difficoltà ad ottenere una lettura accurata
• Usura dei componenti interni
• Perdita di precisione/funzionalità
• Guasto al sistema di pressione

Soluzioni per strumenti soggetti a pulsazioni

Strozzatori (a sinistra); limitatori (a destra)

Così come accade per le vibrazioni meccaniche, la cassa a riempimento di liquido rappresenta la soluzione più semplice. Così come lo sono le valvole e i dispositivi di protezione come uno strozzatore. Questo piccolo dispositivo ha un piccolo orifizio per limitare e rallentare la pressione del fluido prima che incontri il manometro. Gli strozzatori sono economici e facili da installare. Diversi manometri, come il modello 111.11 per i regolatori di gas compressi, sono forniti di serie con un limitatore già filettato nel foro.

In caso di pulsazioni più estreme, utilizzare uno smorzatore o una valvola a spillo. Gli strozzatori funzionano come i limitatori, ma sono disponibili in più versioni di materiali, dimensioni degli orifizi e rating di pressione. Gli strozzatori sono anche meno inclini all’intasamento e sono più facilmente regolabili in campo, grazie ai pistoni intercambiabili o alle viti di regolazione. Le valvole a spillo accelerano anche il fluido, riducendo così l’impatto delle pulsazioni. Questi strozzatori di pulsazioni si trovano comunemente nelle applicazioni di scarico delle pompe e nelle caldaie.

3 . Temperature estreme

Nel caso di temperature estreme, strumenti diversi hanno tolleranze diverse. Consideriamo sia la temperatura ambiente, come quella che si trova nell’Artico o intorno a un forno, sia la temperatura dei fluidi di processo.

Decolorazione del manometro

Segni visibili per le temperature estreme

• Il quadrante e/o il riempimento liquido è scolorito, di solito giallo, arancione, marrone o nero
• Il quadrante, la cassa o il trasparente sono fusi: di solito perché i fluidi sono troppo caldi

Rischi legati alle temperature estreme

• Difficoltà ad ottenere una lettura accurata
• Perdita di accuratezza/funzionalità
• Guasto al sistema di pressione

Soluzioni per i manometri soggetti a temperature estreme

Torretta di raffreddamento modello 910.32.250

Un separatore a diaframma con capillare permette di misurare la pressione lontano da temperature estreme dell’ambiente o del fluido. Più lungo è il capillare, più calore viene dissipato prima che la pressione raggiunga il manometro. In alternativa, è possibile montare una torretta di raffreddamento come il modello 910.32.200 (fino a 260°C) oppure 910.32.250 (fino a 370 °C). Grazie alle alette che aumentano la superficie di raffreddamento, questi adattatori sono molto efficaci nell’irradiare e dissipare il calore. Sono anche estremamente facili da montare a posteriori utilizzando attacchi filettati. I sifoni, per esempio a ricciolo o mini utilizzano lo stesso principio per la dissipazione del calore.

La glicerina è il tipico fluido di riempimento per i manometri. Per temperature ambiente estremamente calde o fredde, l’olio siliconico rappresenta la scelta migliore in quanto non si scolorisce nel tempo a causa del calore e non gela in ambienti sotto zero.

4. Picchi di pressione

I picchi di pressione si verificano quando la pressione aumenta bruscamente e poi diminuisce improvvisamente. Questa condizione può causare ogni tipo di problema per i manometri non progettati per questo scopo.

Lancetta piegata

Segni visibili dei picchi di pressione:

• Lancetta piegata, come una coda di pesce o un amo da pesca, per aver colpito troppo spesso il fermo lancetta
• Lancetta spezzata o rotta per aver colpito troppo forte il fermo lancetta sul quadrante
• Fermo lancetta rotto

Rischi legati ai picchi di pressioni:

• Aumento dell’usura del movimento e dei componenti
• Perdita di precisione/funzionalità
• Criccatura della molla Bourdon, che porta al rilascio del fluido
• Guasto al sistema di pressione

Soluzioni per i manometri sottoposti ai picchi di pressione

Così come nel caso delle pulsazioni, buone soluzioni per smorzare gli effetti dei picchi di pressione sono l’utilizzo di un manometro riempito di liquido e/o accessori come limitatori, smorzatori, valvole a spillo o separatore a membrana con capillare. Un altro modo per prevenire danni alla lancetta e ai componenti interni è quello di sostituire il manometro con uno che abbia un campo di pressione più alto. Una buona regola empirica è quella di scegliere un manometro che sia sovraccaricabile due volte la pressione massima consentita. Quindi, se un processo raggiunge tipicamente i 30 bar. usarne uno che arriva fino a 60 bar.

Per una maggiore sicurezza affinché lo strumento non superi mai un certo limite massimo, occorre applicare allo strumento una protezione contro la sovrapressione. Questa unica opzione permette all’utente di modificare l’impostazione della pressione massima. Se la pressione dovesse mai raggiungere quel valore, la valvola con pistone a molla della protezione si chiuderà automaticamente, impedendo al manometro di subire il picco di pressione. E quando la pressione del sistema scende di circa il 25% al di sotto del valore massimo preimpostato, la valvola si riapre automaticamente.

5. Sovrapressione

Lancetta che finisce contro il fermo lancetta

Questa situazione è molto simile ai picchi di pressione, ma si verifica quando il manometro misura regolarmente le pressioni prossime o uguali al campo scala. Di solito vediamo questa condizione nel trattamento delle acque/acque reflue e nelle linee del gas.

La sovrapressione può causare la deformazione e la rottura della molla Bourdon. Questo è un problema importante perché una rottura permette la fuoriuscita di fluidi caustici, come l’acido fluoridrico (HF) nelle unità di alchilazione. Nella produzione farmaceutica, una eventuale rottura rovina un prodotto molto costoso e porta a chiudere la linea, a mettere in quarantena il prodotto e a risterilizzare l’intero processo.

Segni visibili della sovrapressione

• Lancetta che finisce contro il fermo lancetta
• Lancetta che si distacca dal fermo lancetta

Rischi legati alla sovrapressione

Salvamanometro modello 910.13

• Aumento dell’usura del movimento e dei componenti
• Perdita di precisione/funzionalità
• Criccatura della molla Bourdon, che genera il rilascio del fluido
• Guasto al sistema di pressione

Soluzioni per i manometri soggetti a sovrapressione

• Poiché la sovrapressione è simile ai picchi di pressione, lo è anche la soluzione: utilizzare un manometro con un campo di pressione più alto e applicare una protezione da sovrapressione.

6. Corrosione

Manometro soggetto a corrosione

Molte industrie lavorano con prodotti chimici aggressivi: acido fluoridrico nelle raffinerie, flocculanti e cloro nel trattamento delle acque reflue, gas clorurati nella produzione di fibre ottiche, e così via. Questi fluidi trovano la loro strada all’interno dei manometri.

Segni visibili della corrosione

• Scolorimento e deterioramento della cassa, della lancetta, dell’attacco al processo e del quadrante del manometro

Rischi legati alla corrosione

• Perdita di precisione/funzionalità
• Guasto al sistema di pressione

Soluzione per l’utilizzo dei manometri in ambienti corrosivi

Isolare il manometro da sostanze chimiche aggressive utilizzando un separatore a membrana realizzato con materiali appropriati resistenti alla corrosione. I separatori a membrana WIKA sono disponibili in una varietà di leghe standard e speciali sia per le parti bagnate che non bagnate: acciai inox 316L e 316 TI, Hastelloy®, Monel®, Inconel®, tantalio e titanio. I metalli possono essere lasciati così come sono o, per una maggiore protezione, rivestiti con Teflon® o placcati in oro. Quando decidete i materiali per i vostri separatori a membrana, guardate di cosa sono fatte le parti bagnate esistenti e sceglietele di conseguenza.

Manometro intasato

7. Intasamento

L’intasamento rappresenta un problema per gli impianti di produzione della carta, gli impianti di trattamento delle acque reflue, i prodotti farmaceutici e altre industrie, in quanto i fanghi, i materiali polposi, viscosi e ad alto contenuto di particolato possono bloccare il sistema.

Segni visibili di intasamento

• Manometro a o vicino allo zero quando il sistema è in funzione

Rischi legati all’intasamento

• Perdita di precisione/funzionalità
• Possibilità di sovrapressione

Soluzioni per i manometri nel caso di misura di fluidi intasanti

Anche in questo caso, utilizzare un separatore a membrana per separare il manometro dai fluidi intasanti. Una soluzione eccellente è il sistema interamente saldato (AWS) di WIKA, un assieme che comprende un misuratore di processo industriale saldato permanentemente ad una membrana di separazione interna.

Poiché l’AWS ha un piccolo foro di passaggio attraverso il quale possono entrare i fluidi di misura, i clienti possono optare per versioni con porta di lavaggio. Questo componente consente agli operatori di rimuovere i fluidi sia in caso di intasamento che durante la regolare manutenzione.

Un’altra soluzione è rappresentata dai separatori a membrana INLINE™ di WIKA, che hanno pareti lisce per il pieno passaggio del fluido. Eliminando gli spazi morti, non c’è il rischio di accumulo di materiale.

8. Maltrattamenti / utilizzo scorretto

I manometri sembrano robusti, soprattutto quelli da processo di dimensioni maggiori, ma non sono progettati per essere maniglie o punti d’appoggio! Durante le visite in campo, spesso vediamo casi di maltrattamento dei manometri. Gli operatori potrebbero aggrapparsi a un manometro mentre si spostano intorno al processo, o calpestarli mentre si arrampicano sui ponteggi. Questa pratica non solo non è sicura, ma aumenta anche le possibilità di danni e guasti ai manometri.

manometri con trasparente rotto (a sinistra) e custodia rotta (a destra)

Segni visibili su maltrattamenti o uso scorretto del manometro

• Custodia incrinata
• Trasparente rotta
• Perdita del fluido di riempimento della cassa
• Manometro e/o attacco al processo storto o piegato

Rischi legati al maltrattamento o uso scorretto del manometro

• Perdita di funzionalità

Soluzioni per il maltrattamento o l’uso scorretto del manometro

La formazione è la migliore prevenzione. I dipendenti devono essere consapevoli dei pericoli derivanti da un’errata manipolazione dei manometri e come collegarli correttamente. Ad esempio, quando si avvita il manometro sul processo, alcuni operatori lo stringono a mano, rischiando di torcere la cassa. Poiché la connessione NPT o GAS ha un’area piatta per la chiave, usare la chiave per serrare il manometro.

Gli specialisti della pressione WIKA hanno decenni di esperienza nella diagnosi dei guasti dei manometri e nella ricerca di soluzioni che permettano agli strumenti di durare più a lungo. Quando le cause non sono ovvie, incoraggiamo i clienti ad approfittare del nostro programma Instrument Failure Analysis (IFA). Inviate il manometro guasto presso il nostro centro assistenza per una valutazione completa sullo strumento non funzionante.

Per maggiori informazioni contatta i nostri esperti WIKA.