Dijagnosticiranje kavitacije

1. Definicija: Što je kavitacija?

Kavitacija je destruktivna pojava koja se javlja u pumpama i drugim hidrauličkim sustavima. To je brzo stvaranje i nasilno urušavanje (implozija) mjehurića pare u tekućini. To se događa kada statički tlak tekućine padne ispod tlaka pare.

Iako se često opisuje kao zvuk „šištanja“ ili „zveckanja klikera“, kavitacija je značajan izvor vibracija i može uzrokovati ozbiljna, erozivna oštećenja rotora i kućišta pumpe. To je znak hidrauličkog problema, a ne mehaničkog, ali se lako otkriva analizom vibracija.

2. Dvije vrste kavitacije

a) Usisna kavitacija

Ovo je najčešći oblik kavitacije. Do nje dolazi kada pumpi nedostaje tekućine, što znači da je neto pozitivna raspoloživa usisna visina (NPSHa) manja od neto pozitivne usisne visine potrebne za pumpu (NPSHr).

• Mehanizam: Nizak tlak na uhu rotora uzrokuje vrenje tekućine, stvarajući mjehuriće pare. Kako se ti mjehurići prenose u područja višeg tlaka lopatica rotora, oni se snažno urušavaju.
• Uzroci: Začepljen usisni filter, djelomično zatvoren usisni ventil, predugačak ili premalen usisni vod ili pumpa mora dizati tekućinu s prevelike visine.

b) Kavitacija pražnjenja

To je rjeđe i događa se kada je tlak ispusnog sustava pumpe izuzetno visok, što sprječava istjecanje tekućine iz pumpe.

• Mehanizam: Tekućina je zarobljena između lopatica impelera i recirkulira velikom brzinom, stvarajući vakuumsku zonu niskog tlaka u kojoj se stvaraju mjehurići. Ti mjehurići zatim implodiraju dok se kreću iz područja niskog tlaka.
• Uzroci: Blokirani ili zatvoreni ispusni ventil ili pumpanje uz "mrtvi tlak" (potpuno blokiran ispusni vod).

3. Vibracijski potpis kavitacije

Nasilna implozija tisuća sitnih mjehurića pare ne proizvodi jednu, urednu frekvenciju. Umjesto toga, stvara vrlo prepoznatljiv vibracijski potpis:

• Visokofrekventni širokopojasni šum: Primarni pokazatelj kavitacije je značajno povećanje "praga buke" FFT spectrum, posebno na visokim frekvencijama (obično iznad 2000 Hz). Pojavljuje se kao "grba" slučajne, širokopojasne energije, a ne kao zasebni vrhovi.
• Slučajno i nestabilno: Vibracija je slučajna i neperiodična, zbog čega ne stvara oštre vrhove. Ukupna amplituda može značajno fluktuirati.
• Potencijalni harmonici frekvencije prolaza lopatice: U nekim slučajevima, slučajna energija kavitacije može pobuditi frekvenciju prolaza lopatica (BPF = broj lopatica × Brzina trčanja) i njegove harmonike, ali dominantna značajka će i dalje biti širokopojasni šum.

Ako je kavitacija jaka, može uzrokovati sekundarna oštećenja, poput erozije impelera, što zatim može dovesti do pravog mehaničkog oštećenja. neravnoteža, što bi se pokazalo kao visoki 1X vrh.

4. Potvrda

Budući da je vibracijski potpis slučajni šum, ponekad se može zamijeniti s drugim izvorima turbulencije ili problemima povezanim s protokom. Potvrda se može postići:

• Slušanje: Kavitacija često proizvodi prepoznatljiv zvuk poput kotrljanja šljunka ili mramora unutar pumpe.
• Promjene procesa: Kod sumnje na kavitaciju usisavanja, pažljivo i polako otvaranje usisnog ventila (ako je djelomično zatvoren) ili čišćenje usisnog sita trebalo bi odmah smanjiti ili ukloniti visokofrekventnu vibracijsku buku. Ovo je vrlo učinkovit dijagnostički test.

Ključno je brzo riješiti problem kavitacije, jer implozije djeluju poput mikromlaznog čekića, okrnjujući i erodirajući lopatice impelera i spiralni dio pumpe, što dovodi do preranog kvara.

← Natrag na glavni indeks