Kavitatsiooni diagnoosimine

1. Definitsioon: Mis on kavitatsioon?

Kavitatsioon on destruktiivne nähtus, mis esineb pumpades ja teistes hüdraulikasüsteemides. See on aurumullide kiire teke ja vägivaldne kokkuvarisemine (imploos) vedelikus. See juhtub siis, kui vedeliku staatiline rõhk langeb alla aururõhu.

Kuigi kavitatsiooni kirjeldatakse sageli kui "sisinat" või "marmorkuulikeste ragisemist", on see oluline allikas vibratsioon ja võib põhjustada pumba tiivikutele ja korpustele tõsiseid erosioonikahjustusi. See on märk hüdraulilisest, mitte mehaanilisest probleemist, kuid see on vibratsioonianalüüsi abil kergesti tuvastatav.

2. Kavitatsiooni kaks tüüpi

a) Imemiskavitatsioon

See on kavitatsiooni kõige levinum vorm. See tekib siis, kui pump on vedelikust "näljas", mis tähendab, et saadaolev netopositiivne imemiskõrgus (NPSHa) on väiksem kui pumba vajalik netopositiivne imemiskõrgus (NPSHr).

• Mehhanism: Madal rõhk tiiviku ava juures paneb vedeliku keema, moodustades aurumulle. Kui need mullid kanduvad tiiviku labade kõrgema rõhuga piirkondadesse, varisevad nad vägivaldselt kokku.
• Põhjused: Ummistunud imifilter, osaliselt suletud imiventiil, liiga pikk või liiga väikese läbimõõduga imivoolik või pump, mis peab vedelikku liiga kõrgelt tõstma.

b) Kavitatsiooni tühjendamine

See on vähem levinud ja juhtub siis, kui pumba väljalaskerõhk on äärmiselt kõrge, mis takistab vedeliku väljavoolu pumbast.

• Mehhanism: Vedelik jääb tiiviku labade vahele lõksu ja ringleb suure kiirusega, luues madalrõhu vaakumtsooni, kus tekivad mullid. Need mullid seejärel madalrõhu piirkonnast lahkudes plahvatavad.
• Põhjused: Ummistunud või suletud väljalaskeventiil või pumpamine vastu „surnud pea“ (täielikult ummistunud väljalasketoru).

3. Kavitatsiooni vibratsiooni signatuur

Tuhandete pisikeste aurumullide vägivaldne kokkupõrge ei tekita ühte kindlat sagedust. Selle asemel loob see väga selge vibratsioonilise signatuuri:

• Kõrgsageduslik lairiba müra: Kavitatsiooni peamine näitaja on märkimisväärne mürataseme tõus. FFT spekter, eriti kõrgetel sagedustel (tavaliselt üle 2000 Hz). See ilmneb pigem juhusliku lairibaenergia „kübarana“, mitte eraldiseisvate tippudena.
• Juhuslik ja ebastabiilne: Vibratsioon on juhuslik ja mitteperioodiline, mistõttu see ei tekita teravaid tippe. Üldine amplituud võib oluliselt kõikuda.
• Tera läbimissageduse potentsiaalsed harmoonilised: Mõnel juhul võib kavitatsioonist tulenev juhuslik energia ergutada laba läbimissagedust (BPF = labade arv × Jooksukiirus) ja selle harmoonilised, kuid domineerivaks tunnuseks jääb ikkagi lairiba mürapõhi.

Kui kavitatsioon on tugev, võib see põhjustada sekundaarseid kahjustusi, näiteks tiiviku erosiooni, mis omakorda võib viia tõelise mehaanilise rikkeni. tasakaalutus, mis ilmneks kõrge 1X tipuna.

4. Kinnitus

Kuna vibratsiooni tunnusjoon on juhuslik müra, võib seda mõnikord segi ajada teiste turbulentsi allikate või vooluga seotud probleemidega. Kinnitust saab teha järgmiselt:

• Kuulamine: Kavitatsioon tekitab sageli selgelt eristuvat kuuldavat heli, näiteks kruusa või marmoritükkide veeremist pumba sees.
• Protsessi muudatused: Kahtlustatava imemiskavitatsiooni korral peaks imemisventiili ettevaatlik ja aeglane avamine (kui see on osaliselt suletud) või imemisfiltri puhastamine koheselt vähendama või kõrvaldama kõrgsagedusliku vibratsioonimüra. See on väga tõhus diagnostiline test.

Kavitatsiooni kiire lahendamine on kriitilise tähtsusega, kuna implosioonid toimivad nagu mikrojoahaamer, mis lõhub ja erodeerib tiiviku labasid ja pumba spiraalosa, mis viib enneaegse rikkeni.

← Tagasi põhiindeksi juurde