Kavitáció diagnosztizálása

1. Definíció: Mi a kavitáció?

Kavitáció egy roncsolásos jelenség, amely szivattyúkban és más hidraulikus rendszerekben fordul elő. Ez a gőzbuborékok gyors képződése és erőszakos összeomlása (implózisa) egy folyadékban. Ez akkor történik, amikor a folyadék statikus nyomása a gőznyomása alá esik.

Bár gyakran „sziszegő” vagy „üveggolyók csörgéseként” írják le, a kavitáció jelentős forrása a rezgés és súlyos, eróziós károkat okozhat a szivattyú járókerekeiben és burkolatában. Ez hidraulikai, nem mechanikai probléma jele, de rezgésanalízissel könnyen kimutatható.

2. A kavitáció két típusa

a) Szívó kavitáció

Ez a kavitáció leggyakoribb formája. Akkor fordul elő, amikor a szivattyú folyadékhiányban szenved, ami azt jelenti, hogy a rendelkezésre álló nettó pozitív szívómagasság (NPSHa) kisebb, mint a szivattyú által igényelt nettó pozitív szívómagasság (NPSHr).

• Mechanizmus: A járókerék szemében uralkodó alacsony nyomás a folyadék forrását okozza, ami gőzbuborékok képződését okozza. Ahogy ezek a buborékok a járókerék lapátjainak magasabb nyomású régióiba kerülnek, hevesen összeomlanak.
• Okok: Eltömődött szívószűrő, részben zárt szívószelep, túl hosszú vagy túl kicsi átmérőjű szívócső, vagy a szivattyúnak túl nagy magasságból kell felemelnie a folyadékot.

b) Kisülési kavitáció

Ez ritkábban fordul elő, és akkor fordul elő, amikor a szivattyú nyomónyomása rendkívül magas, ami megakadályozza a folyadék kiáramlását a szivattyúból.

• Mechanizmus: A folyadék a járókerék lapátjai között csapdába esik, és nagy sebességgel kering vissza, alacsony nyomású vákuumzónát hozva létre, ahol buborékok képződnek. Ezek a buborékok ezután szétrobbannak, amikor elhagyják az alacsony nyomású területet.
• Okok: Eldugult vagy zárt nyomószelep, vagy „holt fejjel” (teljesen elzáródott nyomóvezeték) szembeni szivattyúzás.

3. A kavitáció rezgési jellemzője

Több ezer apró gőzbuborék erőszakos összeroppanása nem hoz létre egyetlen, tiszta frekvenciát. Ehelyett egy nagyon jellegzetes rezgési jellemzőt hoz létre:

• Nagyfrekvenciás szélessávú zaj: A kavitáció elsődleges mutatója a „zajszint” jelentős növekedése. FFT spektrum, különösen magas frekvenciákon (jellemzően 2000 Hz felett). Inkább véletlenszerű, szélessávú energia „púpként” jelenik meg, mintsem különálló csúcsokként.
• Véletlenszerű és ingatag: A rezgés véletlenszerű és nem periodikus, ezért nem hoz létre éles csúcsokat. Az összamplitúdó jelentősen ingadozhat.
• A pengeáteresztő frekvencia potenciális harmonikusai: Bizonyos esetekben a kavitációból származó véletlenszerű energia gerjesztheti a lapát áthaladási frekvenciáját (BPF = lapátok száma × Futási sebesség) és felharmonikusai, de a domináns jellemző továbbra is a szélessávú zajszint lesz.

Ha a kavitáció súlyos, másodlagos károsodást okozhat, például a járókerék erózióját, ami aztán valódi mechanikai hibához vezethet. kiegyensúlyozatlanság, ami egy magas 1X csúcsként mutatkozna meg.

4. Megerősítés

Mivel a rezgésjel véletlenszerű zaj, néha összetéveszthető más turbulenciaforrásokkal vagy áramlással kapcsolatos problémákkal. A megerősítés a következőképpen történhet:

• Hallgatás: A kavitáció gyakran egy jellegzetes hallható hangot ad, például kavics vagy üveggolyók gurulását a szivattyú belsejében.
• Folyamatmódosítások: Szívóoldali kavitáció gyanúja esetén a szívószelep óvatos és lassú kinyitása (ha részben zárva van) vagy a szívószűrő tisztítása azonnal csökkentheti vagy megszüntetheti a nagyfrekvenciás rezgési zajt. Ez egy nagyon hatékony diagnosztikai teszt.

Rendkívül fontos a kavitáció gyors kezelése, mivel az implóziók mikrosugaras kalapácsként viselkednek, letörik és erodálják a járókerék lapátjait és a szivattyú spirálját, ami idő előtti meghibásodáshoz vezet.

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez