Guida alla Selezione
Pompe Centrifughe
e Volumetriche

Le pompe sono le macchine rotanti più numerose nelle tubazioni di processo e quelle più facilmente specificate in modo errato. Un errore di selezione raramente produce una pompa "rotta" — produce una pompa che non è adatta a quella specifica applicazione, con conseguente punto di lavoro lontano dal BEP, guasto prematuro della tenuta meccanica, erosione da cavitazione o prestazioni scadenti per fluidi viscosi o con solidi.

Differenza Fondamentale: Centrifughe vs Volumetriche

Pompe centrifughe: la girante trasforma l'energia meccanica in energia cinetica del fluido, poi convertita in pressione nella voluta. Caratteristica H-Q: la prevalenza e la portata sono variabili collegate — chiudendo la valvola a valle si riduce la portata e aumenta la prevalenza. A girante ferma e valvola chiusa: prevalenza massima (shut-off head), portata zero.

Pompe volumetriche: il meccanismo varia ciclicamente il volume di una camera sigillata. Caratteristica: teoricamente a portata costante — a giri fissi, erogano la stessa portata quasi indipendentemente dalla contropressione. Non hanno la curva H-Q nel senso centrifugo; la loro caratteristica è "a qualsiasi pressione la portata impostata viene mantenuta". Questa differenza fondamentale determina l'applicabilità e le modalità di regolazione.

Selezione della Pompa Centrifuga — Punto di Lavoro

Il punto di lavoro è l'intersezione della curva di prevalenza della pompa con la curva di resistenza dell'impianto. La curva di resistenza ha due componenti: prevalenza statica (dislivello e differenze di pressione, indipendente dalla portata) + perdite di carico dinamiche (proporzionali a Q²). Formula: H_sistema = Hz + R × Q².

Il punto di lavoro deve: trovarsi nella zona 70÷115% del Best Efficiency Point (BEP); evitare portate troppo basse (flusso di ricircolo, forze radiali eccessive, surriscaldamento); non superare la portata massima (angolo di attacco errato alle pale, vibrazione).

Cavitazione e NPSH

La cavitazione è la principale causa di guasto delle pompe centrifughe: bolle di vapore che si formano all'aspirazione dove la pressione scende al di sotto della pressione di vapore del liquido, poi implodono a pressioni più elevate danneggiando la girante (erosione a nido d'ape).

NPSHa (Net Positive Suction Head disponibile): determinato dalle condizioni del sistema: NPSHa = (P₀ − Pv)/(ρg) + z₀ − Hf

NPSHr (NPSHr richiesto): determinato dal costruttore della pompa. Requisito di progetto: NPSHa ≥ NPSHr + margine di sicurezza (tipicamente 0,5÷1,0 m, API 610 richiede almeno 0,5 m).

API 610 — Pompe Centrifughe Industriali

API 610 è la norma petrochimica per pompe centrifughe, con requisiti molto più severi rispetto alle pompe industriali generali: prova idraulica della cassa a 1,5× MAWP; equilibratura dinamica della girante (limiti di vibrazione ≤ 2,5 mm/s RMS); carichi ammissibili sugli ugelli (norma API 610 Appendice F); tenuta meccanica conforme API 682.

Tipi di Pompe Volumetriche

Pompa a vite: una o più viti in ingranamento pompano il fluido assialmente lungo il canale. Portata uniforme, basso rumore, delicata con i fluidi. Adatta per fluidi molto viscosi (asfalto, olio grezzo, polimeri) e per portate basse ad alta precisione.

Pompa ad ingranaggi (Gear pump): struttura semplice e affidabile, adatta per fluidi lubrificanti viscosi (olio lubrificante, gasolio, asfalto). Non adatta per fluidi non lubrificanti (acqua) o con solidi sospesi.

Pompa a lobi (Lobe pump): due rotori a lobi non a contatto, adatta per fluidi alimentari, farmaceutici e sensibili allo shear (anche con solidi morbidi come fragole o pezzi di carne). Categoria a norma EHEDG/ASME BPE per uso igienico.

Pompa a diaframma (Diaphragm pump): un diaframma elastico azionato ad aria compressa o meccanicamente. Nessuna tenuta meccanica — zero rischio di perdite dall'albero. Adatta per fluidi aggressivi, tossici, contenenti solidi. Sicura per zone ATEX (azionamento pneumatico). Portata variabile tramite frequenza dei cicli.

Pompa dosatrice (Metering pump): pistone o diaframma con portata regolabile con precisione. API 675 norma le pompe dosatrice per processo. Per dosaggio preciso di prodotti chimici (reagenti di trattamento acqua, inibitori di corrosione, catalizzatori).