Kavitacijos diagnostika

1. Apibrėžimas: Kas yra kavitacija?

Kavitacija yra destruktyvus reiškinys, vykstantis siurbliuose ir kitose hidraulinėse sistemose. Tai greitas garų burbuliukų susidarymas ir smarkus kolapsas (implozija) skystyje. Tai atsitinka, kai skysčio statinis slėgis nukrenta žemiau jo garų slėgio.

Nors kavitacija dažnai apibūdinama kaip „šnypštimas“ arba „rutuliukų barškėjimas“, ji yra reikšmingas šaltinis vibracija ir gali sukelti rimtus, erozinius siurblių sparnuočių ir korpusų pažeidimus. Tai hidraulinės, o ne mechaninės problemos požymis, tačiau ją galima lengvai aptikti atliekant vibracijos analizę.

2. Du kavitacijos tipai

a) Siurbimo kavitacija

Tai yra labiausiai paplitusi kavitacijos forma. Ji atsiranda, kai siurblys „badauja“ skysčio, o tai reiškia, kad grynasis teigiamas įsiurbimo slėgis (NPSHa) yra mažesnis nei siurblio reikalingas grynasis teigiamas įsiurbimo slėgis (NPSHr).

• Mechanizmas: Dėl žemo slėgio sparnuotės akute skystis užvirsta ir susidaro garų burbuliukai. Šiems burbuliukams patekus į aukštesnio slėgio sparnuotės menčių sritis, jie smarkiai subyra.
• Priežastys: Užsikimšęs įsiurbimo filtras, iš dalies uždarytas įsiurbimo vožtuvas, per ilga arba per mažo skersmens įsiurbimo linija arba siurbliui reikia kelti skystį iš per didelio aukščio.

b) Iškrovos kavitacija

Tai rečiau pasitaiko, kai siurblio išleidimo slėgis yra itin didelis, todėl skystis negali ištekėti iš siurblio.

• Mechanizmas: Skystis įstringa tarp sparnuotės menčių ir recirkuliuoja dideliu greičiu, sukurdamas žemo slėgio vakuuminę zoną, kurioje susidaro burbuliukai. Šie burbuliukai, judėdami iš žemo slėgio srities, sprogsta.
• Priežastys: Užsikimšęs arba uždarytas išleidimo vožtuvas arba pumpavimas prieš „negyvą slėgį“ (visiškai užsikimšusi išleidimo linija).

3. Kavitacijos vibracijos parašas

Smarkus tūkstančių mažyčių garų burbuliukų sprogimas nesukuria vieno, tvarkingo dažnio. Vietoj to, jis sukuria labai aiškų vibracijos parašą:

• Aukšto dažnio plačiajuosčio ryšio triukšmas: Pagrindinis kavitacijos rodiklis yra reikšmingas „triukšmo lygio“ padidėjimas. FFT spektras, ypač esant aukštiems dažniams (paprastai virš 2000 Hz). Tai atrodo kaip atsitiktinės, plačiajuostės energijos „kuprėlė“, o ne kaip atskiri pikai.
• Atsitiktinis ir nepastovus: Vibracija yra atsitiktinė ir neperiodinė, todėl nesukuria aštrių viršūnių. Bendra amplitudė gali labai svyruoti.
• Galimos mentės pralaidumo dažnio harmonikos: Kai kuriais atvejais atsitiktinė kavitacijos energija gali sužadinti mentės praėjimo dažnį (BPF = menčių skaičius × Bėgimo greitis) ir jo harmonikas, tačiau dominuojanti savybė vis tiek bus plačiajuosčio ryšio triukšmo lygis.

Jei kavitacija yra stipri, ji gali sukelti antrinę žalą, pvz., sparnuotės eroziją, kuri gali sukelti tikrą mechaninį gedimą. disbalansas, kuris pasirodytų kaip aukštas 1X pikas.

4. Patvirtinimas

Kadangi vibracijos požymis yra atsitiktinis triukšmas, jį kartais galima supainioti su kitais turbulencijos šaltiniais ar su srautu susijusiomis problemomis. Patvirtinimą galima gauti:

• Klausymasis: Kavitacija dažnai sukelia aiškų girdimą garsą, panašų į žvyro ar rutuliukų riedėjimą siurblio viduje.
• Proceso pakeitimai: Įtarus įsiurbimo kavitaciją, atsargiai ir lėtai atidarius įsiurbimo vožtuvą (jei jis iš dalies uždarytas) arba išvalius įsiurbimo filtrą, aukšto dažnio vibracijos triukšmas turėtų nedelsiant sumažėti arba išnykti. Tai labai veiksmingas diagnostinis testas.

Labai svarbu greitai spręsti kavitacijos problemą, nes implozijos veikia kaip mikropurkštukas, naikinantis ir ardantis sparnuotės mentes ir siurblio spiralę, dėl ko siurblis priešlaikiškai sugenda.

← Atgal į pagrindinį rodyklę