Kavitācijas diagnostika

1. Definīcija: Kas ir kavitācija?

Kavitācija ir destruktīva parādība, kas rodas sūkņos un citās hidrauliskajās sistēmās. Tā ir tvaika burbuļu strauja veidošanās un vardarbīga sabrukšana (implozija) šķidrumā. Tas notiek, kad šķidruma statiskais spiediens nokrītas zem tā tvaika spiediena.

Lai gan kavitāciju bieži raksturo kā "šņācošu" vai "bumbiņu grabēšanas" skaņu, tā ir nozīmīgs enerģijas avots. vibrācija un var izraisīt nopietnus, erozīvus bojājumus sūkņa lāpstiņriteņiem un korpusiem. Tā ir hidrauliskas, nevis mehāniskas problēmas pazīme, taču to var viegli noteikt ar vibrācijas analīzi.

2. Divi kavitācijas veidi

a) Sūkšanas kavitācija

Šī ir visizplatītākā kavitācijas forma. Tā rodas, kad sūknim trūkst šķidruma, kas nozīmē, ka pieejamais neto pozitīvais iesūkšanas spiediens (NPSHa) ir mazāks par sūkņa nepieciešamo neto pozitīvo iesūkšanas spiedienu (NPSHr).

• Mehānisms: Zemais spiediens lāpstiņriteņa acī izraisa šķidruma vārīšanos, veidojot tvaika burbuļus. Kad šie burbuļi nonāk lāpstiņriteņa lāpstiņu augstāka spiediena zonās, tie vardarbīgi sabrūk.
• Cēloņi: Aizsērējis iesūkšanas filtrs, daļēji aizvērts iesūkšanas vārsts, pārāk gara vai pārāk maza diametra iesūkšanas līnija vai sūknim ir jāpaceļ šķidrums no pārāk liela augstuma.

b) Izlādes kavitācija

Tas ir retāk sastopams un notiek, ja sūkņa izplūdes spiediens ir ārkārtīgi augsts, neļaujot šķidrumam izplūst no sūkņa.

• Mehānisms: Šķidrums tiek iesprostots starp lāpstiņriteņa lāpstiņām un recirkulē lielā ātrumā, radot zema spiediena vakuuma zonu, kur veidojas burbuļi. Šie burbuļi, pārvietojoties ārpus zema spiediena zonas, eksplodē.
• Cēloņi: Aizsērējis vai aizvērts izplūdes vārsts vai sūknēšana pret "mirušu spiedienu" (pilnībā aizsērējusi izplūdes līnija).

3. Kavitācijas vibrācijas paraksts

Tūkstošiem sīku tvaika burbuļu spēcīga implozija nerada vienu, tīru frekvenci. Tā vietā tā rada ļoti atšķirīgu vibrācijas raksturu:

• Augstas frekvences platjoslas troksnis: Kavitācijas galvenais rādītājs ir ievērojams "trokšņa līmeņa" pieaugums. FFT spektrs, īpaši augstās frekvencēs (parasti virs 2000 Hz). Tas parādās kā nejaušas, platjoslas enerģijas "kupris", nevis kā atsevišķi pīķi.
• Nejaušs un nepastāvīgs: Vibrācija ir nejauša un neperiodiska, tāpēc tā nerada asus maksimumus. Kopējā amplitūda var ievērojami svārstīties.
• Asmens caurlaides frekvences potenciālās harmonikas: Dažos gadījumos nejaušā enerģija no kavitācijas var ierosināt lāpstiņas caurlaides frekvenci (BPF = lāpstiņu skaits × Skriešanas ātrums) un tā harmonikas, bet dominējošā iezīme joprojām būs platjoslas trokšņa minimums.

Ja kavitācija ir spēcīga, tā var izraisīt sekundārus bojājumus, piemēram, lāpstiņriteņa eroziju, kas savukārt var izraisīt patiesu mehānisku kļūmi. nelīdzsvarotība, kas parādītos kā augsts 1X maksimums.

4. Apstiprinājums

Tā kā vibrācijas signāls ir nejauša trokšņa pazīme, to dažreiz var sajaukt ar citiem turbulences avotiem vai ar plūsmu saistītām problēmām. Apstiprinājumu var iegūt, veicot šādas darbības:

• Klausīšanās: Kavitācija bieži rada atšķirīgu dzirdamu skaņu, piemēram, grants vai bumbiņu ripošanu sūkņa iekšpusē.
• Procesa izmaiņas: Ja ir aizdomas par iesūkšanas kavitāciju, uzmanīgi un lēni atverot iesūkšanas vārstu (ja tas ir daļēji aizvērts) vai iztīrot iesūkšanas sietu, nekavējoties jāsamazina vai jānovērš augstfrekvences vibrācijas troksnis. Šis ir ļoti efektīvs diagnostikas tests.

Ir ļoti svarīgi ātri novērst kavitāciju, jo implūzijas darbojas kā mikrostrūklas āmurs, nošķeļot un erodējot lāpstiņriteņa lāpstiņas un sūkņa spirālveida daļu, izraisot priekšlaicīgu atteici.

← Atpakaļ uz galveno indeksu