9-16 minut 
Pompy, zestawy hydroforowe 
22 721 11 92, 22 721 02 17 
Adamów 50 05-825 Adamów 
Na czym polega proces kawitacji?
Proces kawitacji rozpoczyna się, gdy w centralnej części wirnika pompy dochodzi do spadku ciśnienia cieczy poniżej jej ciśnienia parowania w danej temperaturze. Gdy ciśnienie płynu spada poniżej ciśnienia pary, powoduje to powstanie pęcherzyków, ponieważ płyn gotuje się w nietypowej temperaturze.
W takiej sytuacji ciecz zaczyna przechodzić w stan gazowy, tworząc małe pęcherzyki pary. Woda może zagotować się nawet w temperaturze 21°C (70°F).
Kiedy te pęcherzyki przemieszczają się do obszarów o wyższym ciśnieniu, gwałtownie zapadają się (implodują), generując fale uderzeniowe o dużej energii. Te mikroeksplozje powodują lokalne uszkodzenia powierzchni elementów konstrukcyjnych pompy, zwłaszcza wirnika, prowadząc do erozji materiału i korozji.
Dlaczego w pompach występuje kawitacja?
Kawitacja w pompach pojawia się głównie z powodu niekorzystnych warunków pracy oraz niewłaściwej konstrukcji instalacji. Niski poziom ciśnienia na wlocie pompy powoduje, że ciśnienie cieczy spada poniżej ciśnienia nasycenia, co zwiększa ryzyko kawitacji.
Wysoka temperatura cieczy obniża ciśnienie nasycenia, sprzyjając tworzeniu się pęcherzyków pary. Nadmierna prędkość przepływu w rurociągu ssawnym prowadzi do spadku ciśnienia i również zwiększa ryzyko kawitacji.
Dodatkowo, nieodpowiednia konstrukcja instalacji, obejmująca długie i wąskie rurociągi, liczne kolanka oraz elementy powodujące straty ciśnienia, przyczynia się do powstawania tego zjawiska. umieszczenia pompy zbyt daleko od źródła płynu czy też zbyt wysoko nad nim to też przyczyna powstawania zjawiska kawitacji.
Jakie są główne objawy kawitacji w pompie?
Objawy wskazujące na występowanie kawitacji w pompie to przede wszystkim wyraźny spadek parametrów jej pracy i wydajności. Pompa może pobierać więcej energii elektrycznej niż w normalnych warunkach, co świadczy o zwiększonym zużyciu energii.
Pojawiają się charakterystyczne hałasy oraz drgania wynikające z pulsacji ciśnienia. Po demontażu pompy można zauważyć erozję i korozję elementów, zwłaszcza wirnika, spowodowane implozją pęcherzyków. Uszkodzenia te mogą prowadzić do wycieków i poważnych awarii urządzenia.
Jak przeciwdziałać zjawisku kawitacji?
Aby zapobiec kawitacji w pompach, warto podjąć działania mające na celu optymalizację konstrukcji pompy oraz poprawę warunków pracy instalacji. Wybór pomp o wysokich właściwościach antykawitacyjnych, z wirnikami o odpowiednio profilowanych łopatkach i ograniczonej ich liczbie, może znacząco zmniejszyć ryzyko kawitacji. Wykorzystanie prerotacji, czyli wstępnego zawirowania cieczy zgodnie z kierunkiem obrotu wirnika, również jest skutecznym rozwiązaniem.
Poprawa warunków pracy instalacji polega na zwiększeniu parametru NPSHA (Net Positive Suction Head Available), co można osiągnąć poprzez skrócenie długości rurociągów i zwiększenie ich średnicy. Ważne jest także zredukowanie liczby elementów powodujących straty ciśnienia, takich jak kolanka czy zawory.
Należy też zmniejszyć prędkość obrotową silnika, aby ograniczyć natężenie przepływu. Po zmniejszeniu prędkości do pompy jest wpychana mniejsza ilość płynu, co powoduje zmniejszenie prędkości do dopuszczalnego poziomu i skutecznie zapobiega kawitacji.
Utrzymanie prędkości przepływu cieczy w rurociągu poniżej 2 m/s oraz unikanie wahań ciśnienia na ssaniu pompy to kolejne kroki pomagające przeciwdziałać kawitacji. Pompowanie cieczy w możliwie najniższej temperaturze oraz zastosowanie rurociągów o gładkiej powierzchni wewnętrznej, na przykład wykonanych z PVC, również przyczynia się do minimalizacji ryzyka wystąpienia tego zjawiska.
Implementacja tych rozwiązań pozwoli na zwiększenie żywotności pompy, poprawę jej wydajności oraz zminimalizowanie ryzyka wystąpienia kawitacji, co przekłada się na bardziej efektywną i bezpieczną pracę całego systemu pompowego.
źródło: DAMBAT/IBO
Poradnik
zdjęcie: pixabay
