కావిటేషన్ నిర్ధారణ
Cavitation లో సంభవించే ఒక విధ్వంసకారక దృగ్విషయం pumps మరియు ఇతర హైడ్రాలిక్ వ్యవస్థలలో: ద్రవంలో ఆవిరి బుడగల వేగవంతమైన ఏర్పాటు మరియు హింసాత్మక పతనం (ఇంప్లోషన్). ద్రవంలోని స్థానిక స్థిర పీడనం దాని ఆవిరి పీడనం కంటే తక్కువగా పడినప్పుడు ఇది జరుగుతుంది, కాబట్టి ద్రవం తాత్కాలికంగా పరిసర ఉష్ణోగ్రత వద్ద మరిగి, పీడనం తిరిగి రావడంతో పునః-సంఘనీభవిస్తుంది. ఇది తరచుగా “హిస్సింగ్” లేదా “మార్బుల్స్ గల్గలా” శబ్దంగా వర్ణించబడినప్పటికీ, కావిటేషన్ ఒక ముఖ్యమైన vibration కారణం మరియు ఇంపెల్లర్లు మరియు కేసింగ్లకు తీవ్రమైన, ఎరోసివ్ నష్టం చేయగలదు. ముఖ్యంగా, ఇది ఒక hydraulic సమస్య అనే సంకేతం, యాంత్రిక సమస్య కాదు — అయినప్పటికీ ఇది సులభంగా గుర్తించబడుతుంది vibration analysis, ఇది ప్రక్రియ లోపాన్ని నిర్ధారించడానికి వైబ్రేషన్ను ఉపయోగించే క్లాసిక్ ఉదాహరణగా చేస్తుంది.
1. నిర్వచనం: కావిటేషన్ అంటే ఏమిటి?
కావిటేషన్ యొక్క భౌతికశాస్త్రం స్థానిక పీడనం మరియు ఆవిరి పీడనం మధ్య సంబంధంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. పంప్ లోపల, ద్రవం ఇంపెల్లర్ ఐలోకి ప్రవేశించే సమయంలో వేగవంతమవుతుంది, మరియు బెర్నూలీ సూత్రం ప్రకారం ఆ వేగవర్ధనం స్థానిక పీడనాన్ని తగ్గిస్తుంది. పీడనం ద్రవం యొక్క ఆవిరి పీడనం కంటే తక్కువగా పడిపోతే, చిన్న ఆవిరి కావిటీలు న్యూక్లియేట్ అవుతాయి. అవి ప్రవాహం వాటిని అధిక పీడన ప్రాంతంలోకి తీసుకువెళ్ళే వరకు మాత్రమే జీవించి ఉంటాయి — సాధారణంగా వేన్ వెంబడి కొన్ని మిల్లీమీటర్ల దూరంలో — అక్కడ అవి దాదాపు తక్షణమే కూలిపోతాయి. ప్రతి పతనం ఒక సూక్ష్మ విస్ఫోటనం, ఇది తీవ్రమైన పీడన స్పైక్ మరియు అధిక-పౌనఃపున్య శక్తి పేలుడును విడుదల చేస్తుంది. ప్రతి సెకనుకు వేలాది బుడగలు ఏర్పడటం వల్ల సంచిత ప్రభావం వినవచ్చే శబ్దం మరియు కొలవదగిన కంపనం రెండూ ఉంటాయి, అదే సమయంలో లోహ ఉపరితలాలపై నెమ్మదిగా, నిరంతరం గుంతలు పడుతాయి.
2. రెండు రకాల కావిటేషన్
అ) సక్షన్ కావిటేషన్
ఇది అత్యంత సాధారణ రూపం. పంప్కు ద్రవం సరిపోకపోవడం వల్ల — అంటే, పంప్కు అందుబాటులో ఉన్న నికర పాజిటివ్ సక్షన్ హెడ్ (NPSHa) పంప్కు అవసరమైన నికర పాజిటివ్ సక్షన్ హెడ్ (NPSHr) కంటే తక్కువగా పడిపోయినప్పుడు ఇది సంభవిస్తుంది.
- Mechanism: ఇంపెల్లర్ ఐ వద్ద తక్కువ పీడనం ద్రవాన్ని మరిగేలా చేస్తుంది, ఆవిరి బుడగలను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ బుడగలు ఇంపెల్లర్ వేన్ల వెంబడి అధిక పీడన ప్రాంతాలలోకి తీసుకువెళ్ళబడినప్పుడు, అవి తీవ్రంగా కూలిపోతాయి.
- Causes: అడ్డుపడిన సక్షన్ ఫిల్టర్ లేదా స్ట్రెయినర్, పాక్షికంగా మూసుకుపోయిన సక్షన్ వాల్వ్, చాలా పొడవుగా లేదా వ్యాసంలో చాలా చిన్నగా ఉన్న సక్షన్ లైన్, లేదా ద్రవాన్ని చాలా ఎత్తు నుండి పైకి తీసుకురావాల్సిన పంప్.
సక్షన్-వైపు మార్జిన్ మూలభూతంగా NPSH సమస్య, కాబట్టి ఇన్స్టాలేషన్ రూపకల్పన చేసేటప్పుడు లేదా పరిష్కరించేటప్పుడు సంఖ్యలను స్పష్టంగా తనిఖీ చేయడం సహాయకరంగా ఉంటుంది; మా NPSH కాలిక్యులేటర్ అందుబాటులో ఉన్న హెడ్ను లెక్కిస్తుంది మరియు సిస్టమ్ కావిటేషన్ థ్రెషోల్డ్ కు ఎంత దగ్గరగా వెళ్తుందో చూపిస్తుంది.
ఆ) డిశ్చార్జ్ కావిటేషన్
ఇది తక్కువ సాధారణం మరియు పంప్ యొక్క డిశ్చార్జ్ పీడనం చాలా అధికంగా ఉన్నప్పుడు సంభవిస్తుంది, ద్రవం పంప్ నుండి బయటకు ప్రవహించకుండా నిరోధిస్తుంది.
- Mechanism: ద్రవం ఇంపెల్లర్ వేన్ల మధ్య చిక్కుకుపోతుంది మరియు అధిక వేగంతో పునర్ప్రసారమవుతుంది, బుడగలు ఏర్పడే తక్కువ పీడన శూన్య ప్రాంతాన్ని సృష్టిస్తుంది. ఆ బుడగలు తక్కువ పీడన ప్రాంతం నుండి బయటకు వెళ్ళే సమయంలో విస్ఫోటనమవుతాయి.
- Causes: నిరోధించబడిన లేదా మూసివేయబడిన డిశ్చార్జ్ వాల్వ్, లేదా “డెడ్ హెడ్” — పూర్తిగా నిరోధించబడిన డిశ్చార్జ్ లైన్కు వ్యతిరేకంగా పంపింగ్.
డిశ్చార్జ్ కావిటేషన్ వెనుక అధిక-వేగ అంతర్గత పునర్ప్రసరణ ప్రవాహంతో దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంది recirculation, తక్కువ ప్రవాహ అస్థిరత అయిన మరొకటి అదే లక్షణాలలో కొన్నింటిని పంచుకుంటుంది మరియు అనేక సెంట్రిఫ్యూగల్ పంప్ లోపాలు ఒక విశ్లేషకుడు గుర్తించడం నేర్చుకుంటాడు.
3. కావిటేషన్ యొక్క కంపన సంతకం
వేలాది చిన్న ఆవిరి బుడగల తీవ్రమైన విస్ఫోటనం ఒకే, స్పష్టమైన పౌనఃపున్యాన్ని ఉత్పత్తి చేయదు. బదులుగా అది చాలా విలక్షణమైన కంపన సంతకాన్ని సృష్టిస్తుంది:
- అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ బ్రాడ్బ్యాండ్ శబ్దం: ప్రాథమిక సూచిక యొక్క “నాయిస్ ఫ్లోర్”లో గణనీయమైన పెరుగుదల FFT spectrum, ముఖ్యంగా అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద (సాధారణంగా 2,000 Hz కంటే పైగా). ఇది వేర్వేరు శిఖరాలుగా కాకుండా యాదృచ్ఛిక శక్తి యొక్క విస్తృత “హంప్”గా కనిపిస్తుంది.
- యాదృచ్ఛికంగా మరియు అస్థిరంగా: కంపనం యాదృచ్ఛికంగా మరియు అ-ఆవర్తనీయంగా ఉంటుంది — అందుకే అది తీవ్రమైన రేఖలను ఉత్పత్తి చేయదు — మరియు మొత్తం వ్యాప్తి క్షణం నుండి క్షణానికి గుర్తించదగినంతగా మారవచ్చు. ఈ యాదృచ్ఛికత కావిటేషన్ను సాధారణ ప్రవాహం నుండి వేరు చేసేది turbulence, ఇది సాధారణంగా తక్కువ తీవ్రతగా మరియు తక్కువ పౌనఃపున్యంతో ఉంటుంది.
- బ్లేడ్ పాస్ పౌనఃపున్యం యొక్క సంభావ్య హార్మోనిక్స్: కొన్ని సందర్భాల్లో యాదృచ్ఛిక శక్తి బ్లేడ్ పాస్ ఫ్రీక్వెన్సీ (BPF = వేన్ల సంఖ్య × running speed) మరియు దాని హార్మోనిక్స్ను ఉత్తేజపరచగలదు, కానీ ప్రధాన లక్షణంగా బ్రాడ్బ్యాండ్ నాయిజ్ ఫ్లోర్ మిగిలిపోతుంది. పంపులపై ఇదే భాగాన్ని తరచుగా అంటారు వేన్ పాసింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ.
శక్తి బ్రాడ్బ్యాండ్ మరియు ఇంపల్సివ్గా ఉన్నందున, పునరావృత ప్రభావాలకు ట్యూన్ చేయబడిన పద్ధతులు రోగనిర్ధారణను మెరుగుపరుస్తాయి: ఎన్వెలప్ విశ్లేషణ మరియు కొలమానాలు వంటివి crest factor వేగంగా బుడగ-కుప్పకూలిన పరివర్తనాలకు బలంగా స్పందిస్తాయి. కావిటేషన్ పురోగమించడానికి వదిలేస్తే, అది ద్వితీయ నష్టాన్ని కలిగించవచ్చు — ఇంపెల్లర్ క్షీణత — ఇది అప్పుడు నిజమైన మెకానికల్ unbalance అది అధిక 1× శిఖరంగా కనిపిస్తుంది, ఒక లోపం మరొకదాన్ని పుట్టిస్తుందని గుర్తుచేసే ఉపయోగకరమైన సూచన.
4. నిర్ధారణ
సంకేతం యాదృచ్ఛిక నాయిజ్లో ఒకటి కాబట్టి, మరమ్మతుకు నిబద్ధత పూర్వం నిర్ధారణ విలువైనది అవుతుంది, ఎందుకంటే దీన్ని టర్బులెన్స్ లేదా ప్రవాహ-సంబంధిత ఇతర వనరులతో గందరగోళపడవచ్చు:
- Listening: కావిటేషన్ తరచుగా ప్రత్యేకమైన వినదగిన శబ్దాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, పంప్ లోపల గులకరాళ్ళు లేదా పింగాణీ పాత్రలు దొర్లుతున్నట్లు — తరచుగా ఆపరేటర్ ఫ్లోర్పై మొదట గమనించే మొదటి సంకేతం.
- ప్రక్రియ మార్పులు: అనుమానిత సక్షన్ కావిటేషన్ కోసం, పాక్షికంగా మూసిన సక్షన్ వాల్వ్ను జాగ్రత్తగా మరియు నెమ్మదిగా తెరవడం, లేదా సక్షన్ స్ట్రెయినర్ను శుభ్రం చేయడం వలన అధిక-పౌనఃపున్య నాయిజ్ వెంటనే తగ్గాలి లేదా తొలగించబడాలి. ఈ ఉద్దేశపూర్వక మార్పు-మరియు-పరిశీలన పరీక్ష అత్యంత సమర్థవంతమైన నిర్ధారణలలో ఒకటి, ఎందుకంటే ఇది హైడ్రాలిక్ కారణాన్ని నేరుగా నియంత్రిస్తుంది.
కావిటేషన్ను త్వరగా పరిష్కరించడం చాలా ముఖ్యమైనది. ప్రతి విస్ఫోటనం సూక్ష్మ జెట్ హామర్ వలె పని చేస్తుంది, ఇంపెల్లర్ వేన్లు మరియు పంప్ వాలూట్ను చిప్ చేస్తుంది మరియు అకాల వైఫల్యానికి దారితీస్తుంది. ఫీల్డ్లో, ఆచరణాత్మక వర్క్ఫ్లో ఏమిటంటే వైబ్రేషన్ అనలైజర్పై బ్రాడ్బ్యాండ్ సంకేతాన్ని నిర్ధారించడం, హైడ్రాలిక్ కారణాన్ని తొలగించడం, మరియు యంత్రం శుభ్రమైన మెకానికల్ స్థితికి తిరిగి వచ్చిందని ధృవీకరించడం. పోర్టబుల్ రెండు-చానెల్ పరికరం అయిన Balanset-1A ఆ చివరి దశకు అనుకూలంగా ఉంటుంది: ప్రాసెస్ లోపం నయమైన తర్వాత, ఇది 1× కొలుస్తుంది వ్యాప్తి మరియు దశ పంప్’ల స్వంత బేరింగ్లలో ఆపరేటింగ్ వేగంతో, కాబట్టి ఏదైనా అవశేష imbalance క్షీణత వల్ల మిగిలిపోయిన అసమతుల్యతను పరిమాణీకరించవచ్చు మరియు ఇన్-ప్లేస్ బ్యాలెన్సింగ్ ద్వారా సరిచేయవచ్చు బ్యాలెన్సింగ్.
