אבחון קוויטציה

1. הגדרה: מהי קוויטציה?

קוויטציה היא תופעה הרסנית המתרחשת במשאבות ובמערכות הידראוליות אחרות. זוהי היווצרות מהירה וקריסה אלימה (אימפלוזיה) של בועות אדים בנוזל. זה קורה כאשר הלחץ הסטטי של הנוזל יורד מתחת ללחץ האדים שלו.

למרות שלעתים קרובות מתואר כצליל "לחישה" או "שקשוק גולות", קוויטציה היא מקור משמעותי ל רֶטֶט ויכול לגרום נזק חמור וקשה לאימפלרים ולמעטפות המשאבה. זהו סימן לבעיה הידראולית, לא מכנית, אך ניתן לזהות אותה בקלות באמצעות ניתוח רעידות.

2. שני סוגי הקביטציה

א) קוויטציה יניקה

זוהי הצורה הנפוצה ביותר של קוויטציה. היא מתרחשת כאשר המשאבה "חסרה" נוזל, כלומר ראש היניקה החיובי נטו הזמין (NPSHa) קטן מראש היניקה החיובי נטו הנדרש (NPSHr) על ידי המשאבה.

• מַנגָנוֹן: הלחץ הנמוך בעין האימפלר גורם לנוזל לרתוח, ויוצר בועות אדים. כאשר בועות אלו נישאות לאזורים בעלי הלחץ הגבוה יותר של כנפי האימפלר, הן קורסות באלימות.
• גורמים: מסנן יניקה סתום, שסתום יניקה סגור חלקית, צינור יניקה ארוך מדי או בקוטר קטן מדי, או שהמשאבה נדרשת להרים את הנוזל מגובה רב מדי.

ב) קוויטציה של פריקה

זה פחות נפוץ ומתרחש כאשר לחץ הפריקה של המשאבה גבוה במיוחד, ומונע זרימה של נוזל מהמשאבה.

• מַנגָנוֹן: הנוזל לכוד בין כנפי האימפלר ומסתובב במהירות גבוהה, ויוצר אזור ואקום בלחץ נמוך שבו נוצרות בועות. בועות אלו מתפוצצות לאחר מכן כשהן יוצאות מאזור הלחץ הנמוך.
• גורמים: שסתום פריקה חסום או סגור, או שאיבה כנגד "ראש מת" (קו פריקה חסום לחלוטין).

3. חתימת הרטט של קוויטציה

הקריסה האלימה של אלפי בועות אדים זעירות אינה מייצרת תדר יחיד ומסודר. במקום זאת, היא יוצרת חתימת רטט ברורה מאוד:

• רעש פס רחב בתדר גבוה: האינדיקטור העיקרי לקביטציה הוא עלייה משמעותית ב"רצפת הרעש" של ספקטרום FFT, במיוחד בתדרים גבוהים (בדרך כלל מעל 2,000 הרץ). זה נראה כ"גבנון" של אנרגיה אקראית בפס רחב ולא כשיאים ברורים.
• אקראי ולא יציב: הרטט הוא אקראי ולא מחזורי, ולכן הוא אינו יוצר שיאים חדים. האמפליטודה הכוללת יכולה להשתנות באופן משמעותי.
• הרמוניות פוטנציאליות של תדר מעבר הלהב: במקרים מסוימים, האנרגיה האקראית מקביטציה יכולה לעורר את תדירות מעבר הלהב (BPF = מספר הלהבים × מהירות ריצה) וההרמוניות שלו, אך המאפיין הדומיננטי עדיין יהיה רצפת רעש הפס הרחב.

אם הקביטציה חמורה, היא עלולה לגרום נזק משני, כגון שחיקה של האימפלר, אשר יכול להוביל לאחר מכן לפגיעה מכנית של ממש. לְהוֹצִיא מְשִׁוּוּי מִשְׁקָל, אשר יופיע כשיא 1X גבוה.

4. אישור

מכיוון שחתימת הרטט היא של רעש אקראי, לעיתים ניתן לבלבל אותה עם מקורות אחרים של טורבולנציה או בעיות הקשורות לזרימה. ניתן להשיג אישור על ידי:

• הַקשָׁבָה: קוויטציה מייצרת לעיתים קרובות צליל נשמע ברור כמו חצץ או גולות שמתגלגלים בתוך המשאבה.
• שינויים בתהליך: במקרה של חשד לקביטציה של היניקה, פתיחה זהירה ואיטית של שסתום היניקה (אם סגור חלקית) או ניקוי מסננת היניקה אמורים להפחית או לבטל באופן מיידי את רעש הרטט בתדר גבוה. זוהי בדיקה אבחונית יעילה מאוד.

חשוב לטפל במהירות בקביטציה, מכיוון שהאימפלוזיות פועלות כמו פטיש מיקרו-סילון, מתקלפות ושוחקות את להבי האימפלר ואת סבך המשאבה, מה שמוביל לכשל בטרם עת.

← חזרה לאינדקס הראשי