Дијагностиковање кавитације

1. Дефиниција: Шта је кавитација?

Кавитација је деструктивна појава која се јавља у пумпама и другим хидрауличним системима. То је брзо формирање и насилно колапсирање (имплозија) мехурића паре у течности. Ово се дешава када статички притисак течности падне испод њеног притиска паре.

Иако се често описује као звук „шиштања“ или „звецкања кликера“, кавитација је значајан извор вибрација и може изазвати озбиљна, ерозивна оштећења импелера и кућишта пумпе. То је знак хидрауличног проблема, а не механичког, али се лако може открити анализом вибрација.

2. Две врсте кавитације

а) Усисна кавитација

Ово је најчешћи облик кавитације. Јавља се када пумпа нема довољно течности, што значи да је расположиви нето позитивни усисни притисак (NPSHa) мањи од потребног нето позитивног усисног притиска (NPSHr) пумпе.

• Механизам: Низак притисак на отвору импелера доводи до кључања течности, стварајући мехуриће паре. Како се ови мехурићи преносе у подручја вишег притиска лопатица импелера, они се нагло урушавају.
• Узроци: Зачепљен усисни филтер, делимично затворен усисни вентил, усисна цев која је предугачка или премалог пречника, или пумпа која мора да подиже течност са превелике висине.

б) Кавитација пражњења

Ово је ређе и дешава се када је притисак на излазу пумпе изузетно висок, што спречава истек течности из пумпе.

• Механизам: Течност је заробљена између лопатица импелера и рециркулише великом брзином, стварајући зону вакуума ниског притиска где се формирају мехурићи. Ови мехурићи затим имплодирају док се крећу из подручја ниског притиска.
• Узроци: Блокиран или затворен испусни вентил, или пумпање уз „мртви притисак“ (потпуно блокиран испусни вод).

3. Вибрациони потпис кавитације

Насилна имплозија хиљада сићушних мехурића паре не производи једну, уредну фреквенцију. Уместо тога, ствара веома јасан вибрациони потпис:

• Високофреквентни широкопојасни шум: Примарни индикатор кавитације је значајно повећање „нивоа буке“ FFT spectrum, посебно на високим фреквенцијама (обично изнад 2.000 Hz). Појављује се као „грба“ случајне, широкопојасне енергије, а не као различити врхови.
• Случајно и нестабилно: Вибрација је случајна и непериодична, због чега не ствара оштре врхове. Укупна амплитуда може значајно да варира.
• Потенцијални хармоници фреквенције проласка лопатице: У неким случајевима, случајна енергија кавитације може побудити фреквенцију проласка лопатица (БПФ = број лопатица × Брзина трчања) и његове хармонике, али доминантна карактеристика ће и даље бити широкопојасни шумни праг.

Ако је кавитација јака, може изазвати секундарна оштећења, као што је ерозија импелера, што затим може довести до правог механичког кварa. неравнотежа, што би се манифестовало као висок 1X врх.

4. Потврда

Пошто је вибрациони потпис случајна бука, понекад се може помешати са другим изворима турбуленције или проблемима везаним за проток. Потврда се може постићи:

• Слушање: Кавитација често производи посебан звук који се чује, попут шљунка или кликера који се котрљају унутар пумпе.
• Промене процеса: Код сумње на кавитацију усисавања, пажљиво и споро отварање усисног вентила (ако је делимично затворен) или чишћење усисног цедила требало би одмах да смањи или елиминише високофреквентну вибрациону буку. Ово је веома ефикасан дијагностички тест.

Кључно је брзо решити проблем кавитације, јер имплозије делују попут микро-млазног чекића, одвајајући и еродирајући лопатице импелера и спиралу пумпе, што доводи до превременог квара.

← Назад на главни индекс