Kavitaation diagnosointi

1. Määritelmä: Mitä kavitaatio on?

Kavitaatio on tuhoisa ilmiö, jota esiintyy pumpuissa ja muissa hydraulijärjestelmissä. Se on höyrykuplien nopea muodostuminen ja voimakas romahtaminen (imploosio) nesteessä. Tämä tapahtuu, kun nesteen staattinen paine laskee alle höyrynpaineensa.

Vaikka kavitaatiota usein kuvaillaan "sihinäksi" tai "marmorikuulien kalinana", se on merkittävä äänilähde. tärinä ja voi aiheuttaa vakavia, eroosiota aiheuttavia vaurioita pumpun juoksupyörille ja koteloille. Se on merkki hydraulisesta ongelmasta, ei mekaanisesta, mutta se on helposti havaittavissa tärinäanalyysillä.

2. Kaksi kavitaation tyyppiä

a) Imukavitaatio

Tämä on yleisin kavitaation muoto. Se tapahtuu, kun pumppu on nesteen puutteessa, eli käytettävissä oleva nettopositiivinen imukorkeus (NPSHa) on pienempi kuin pumpun vaatima nettopositiivinen imukorkeus (NPSHr).

• Mekanismi: Juoksupyörän silmän alhainen paine saa nesteen kiehumaan, jolloin muodostuu höyrykuplia. Kun nämä kuplat kulkeutuvat juoksupyörän siipien korkeamman paineen alueille, ne romahtavat rajusti.
• Syyt: Tukkeutunut imusuodatin, osittain suljettu imuventtiili, liian pitkä tai liian pieni halkaisijaltaan oleva imujohto tai pumpun on nostettava nestettä liian korkealta.

b) Purkauskavitaatio

Tämä on harvinaisempaa ja tapahtuu, kun pumpun poistopaine on erittäin korkea estäen nesteen virtaamisen pumpusta.

• Mekanismi: Neste jää loukkuun juoksupyörän siipien väliin ja kiertää takaisin suurella nopeudella, jolloin muodostuu matalapaineinen tyhjiöalue, johon muodostuu kuplia. Nämä kuplat sitten räjähtävät, kun ne siirtyvät pois matalapainealueelta.
• Syyt: Tukkeutunut tai suljettu poistoventtiili tai pumppaaminen "kuollutta päätä" (täysin tukkeutunut poistolinja) vastaan.

3. Kavitaation värähtelyprofiili

Tuhansien pienten höyrykuplien raju romahdus ei tuota yhtä selkeää taajuutta. Sen sijaan se luo hyvin selkeän värähtelyprofiilin:

• Korkeataajuinen laajakaistamelu: Kavitaation ensisijainen indikaattori on merkittävä "kohinatason" nousu FFT-spektri, erityisesti korkeilla taajuuksilla (tyypillisesti yli 2 000 Hz). Se näkyy satunnaisena, laajakaistaisena energian "kyttyränä" pikemminkin kuin erillisinä huippuina.
• Satunnainen ja epävakaa: Värähtely on satunnaista ja ei-jaksollista, minkä vuoksi se ei luo teräviä piikkejä. Kokonaisamplitudi voi vaihdella merkittävästi.
• Terän läpivirtaustaajuuden mahdolliset harmoniset yliaallot: Joissakin tapauksissa kavitaation satunnainen energia voi virittää lavan läpivirtaustaajuuden (BPF = siipien lukumäärä × Juoksunopeus) ja sen harmoniset yliaallot, mutta hallitseva ominaisuus on edelleen laajakaistaisen kohinan pohjataso.

Jos kavitaatio on vakavaa, se voi aiheuttaa toissijaisia vaurioita, kuten juoksupyörän eroosion, mikä voi johtaa todelliseen mekaaniseen vaurioon. epätasapaino, mikä näkyisi korkeana 1X-huippuna.

4. Vahvistus

Koska värähtelytunniste on satunnaista kohinaa, se voidaan joskus sekoittaa muihin turbulenssin lähteisiin tai virtaukseen liittyviin ongelmiin. Vahvistus voidaan saada:

• Kuuntelu: Kavitaatio tuottaa usein selkeän kuuluvan äänen, kuten soran tai marmorien vierimisen pumpun sisällä.
• Prosessimuutokset: Epäiltäessä imukavitaatiota, imuventtiilin varovasti ja hitaasti avaaminen (jos se on osittain suljettu) tai imusihdin puhdistaminen pitäisi välittömästi vähentää tai poistaa korkeataajuinen värähtelykohina. Tämä on erittäin tehokas diagnostinen testi.

Kavitaatio on erittäin tärkeää korjata nopeasti, sillä imploosiot toimivat kuin mikrosuihkuvasara, lohkaisevat ja syövyttävät juoksupyörän siipiä ja pumpun kierukkaa, mikä johtaa ennenaikaiseen vikaantumiseen.

← Takaisin päähakemistoon