Diagnosticarea cavitației

1. Definiție: Ce este cavitația?

Cavitație este un fenomen distructiv care apare în pompe și alte sisteme hidraulice. Este formarea rapidă și colapsul violent (implozia) bulelor de vapori într-un lichid. Acest lucru se întâmplă atunci când presiunea statică a lichidului scade sub presiunea sa de vapori.

Deși este adesea descrisă ca un sunet de „șuierat” sau „zăngănit de bile”, cavitația este o sursă semnificativă de vibrații și poate provoca daune erozive grave rotorilor și carcaselor pompei. Este un semn al unei probleme hidraulice, nu una mecanică, dar este ușor detectabilă prin analiza vibrațiilor.

2. Cele două tipuri de cavitație

a) Cavitație prin aspirație

Aceasta este cea mai comună formă de cavitație. Apare atunci când pompa este „lipsită” de fluid, ceea ce înseamnă că înălțimea de aspirație netă pozitivă disponibilă (NPSHa) este mai mică decât înălțimea de aspirație netă pozitivă necesară (NPSHr) de către pompă.

• Mecanism: Presiunea scăzută la nivelul ochiului rotorului face ca lichidul să fiarbă, formând bule de vapori. Pe măsură ce aceste bule sunt transportate în regiunile cu presiune mai mare ale paletelor rotorului, ele se prăbușesc violent.
• Cauze: Un filtru de aspirație înfundat, o supapă de aspirație parțial închisă, o conductă de aspirație prea lungă sau prea mică în diametru sau pompa care trebuie să ridice fluidul de la o înălțime prea mare.

b) Cavitație de descărcare

Acest lucru este mai puțin frecvent și apare atunci când presiunea de refulare a pompei este extrem de mare, împiedicând curgerea fluidului din pompă.

• Mecanism: Fluidul este prins între paletele rotorului și recirculă la viteză mare, creând o zonă de vid de joasă presiune unde se formează bule. Aceste bule implodează apoi pe măsură ce ies din zona de joasă presiune.
• Cauze: O supapă de refulare blocată sau închisă sau pomparea împotriva unei „coborâșuri” (o conductă de refulare complet blocată).

3. Semnătura vibrațională a cavitației

Implozia violentă a mii de bule minuscule de vapori nu produce o singură frecvență clară. În schimb, creează o semnătură vibrațională foarte distinctă:

• Zgomot de bandă largă de înaltă frecvență: Principalul indicator al cavitației este o creștere semnificativă a „pânzei de zgomot” a Spectrul FFT, în special la frecvențe înalte (de obicei peste 2.000 Hz). Apare ca o „cocoașă” de energie aleatorie, de bandă largă, mai degrabă decât ca vârfuri distincte.
• Aleatoriu și instabil: Vibrația este aleatorie și neperiodică, motiv pentru care nu creează vârfuri ascuțite. Amplitudinea generală poate fluctua semnificativ.
• Armonice potențiale ale frecvenței de trecere a palei: În unele cazuri, energia aleatorie provenită din cavitație poate excita Frecvența de trecere a palei (BPF = Numărul de pale × Viteză de alergare) și armonicele sale, dar caracteristica dominantă va fi în continuare nivelul de zgomot în bandă largă.

Dacă cavitația este severă, poate provoca daune secundare, cum ar fi eroziunea rotorului, ceea ce poate duce apoi la o adevărată deteriorare mecanică. dezechilibra, care ar apărea ca un vârf ridicat de 1X.

4. Confirmare

Deoarece semnătura vibrației este una de zgomot aleatoriu, aceasta poate fi uneori confundată cu alte surse de turbulență sau cu probleme legate de curgere. Confirmarea se poate realiza prin:

• Ascultare: Cavitația produce adesea un sunet distinct, cum ar fi pietrișul sau bileța care se rostogolesc în interiorul pompei.
• Modificări ale procesului: În cazul suspiciunii de cavitație la aspirație, deschiderea cu grijă și lentă a supapei de aspirație (dacă este parțial închisă) sau curățarea filtrului de aspirație ar trebui să reducă sau să elimine imediat zgomotul de vibrații de înaltă frecvență. Acesta este un test de diagnostic foarte eficient.

Este esențial să se abordeze rapid cavitația, deoarece imploziile acționează ca un ciocan cu micro-jet, ciobinând și erodând paletele rotorului și voluta pompei, ducând la defecțiuni premature.

← Înapoi la indexul principal