La cavitazione è un problema comune nelle pompe centrifughe. Se si sente rumori insoliti da una pompa, la cavitazione è probabilmente la causa. Ma cos'è esattamente la cavitazione e come può essere prevenuto? Continua a leggere per scoprirlo.
La cavitazione (nota anche come corrosione del vapore) si riferisce al fenomeno in cui, durante il movimento relativo ad alta velocità tra un liquido e una superficie solida, la pressione locale scende sotto la pressione del vapore del liquido, formando bolle che collassano e causano danni superficiali ai materiali. Quando le bolle si muovono con il fluido in aree ad alta pressione e collasso, generano forze di impatto istantanee di decine di migliaia di psi e alte temperature, portando a spalling di fatica della superficie metallica, formazione di segni di chiacchiere, pozzi o persino danni simili a sponge. Questo fenomeno si verifica comunemente nei componenti del flusso-through come pompe d'acqua, turbine e eliche. Non solo riduce l'efficienza dell'attrezzatura, ma innesca anche le vibrazioni, il rumore e il fallimento del materiale, coinvolgendo molteplici fattori come l'impatto meccanico e la corrosione elettrochimica.
Questa è la causa più citata e facilmente comprensibile. Quando la pressione all'estremità di aspirazione della pompa è inferiore alla pressione del vapore di saturazione del liquido, il liquido vaporizza rapidamente per formare bolle. Molti ingegneri si concentrano solo sul valore NPSH in condizioni standard, ignorando i fattori dinamici come le fluttuazioni della temperatura e le variazioni della composizione liquida durante il funzionamento effettivo. Si consiglia di introdurre un modello di valutazione NPSH dinamico durante la fase di selezione, considerando fattori come i cambiamenti di velocità di flusso e la resistenza della pipeline per migliorare l'accuratezza della previsione.
Anche con buone condizioni complessive di aspirazione, la progettazione o il funzionamento della girante impropria dal punto di progettazione possono creare zone locali a bassa pressione. Gli angoli della lama, la forma della copertura anteriore e persino la rugosità superficiale possono influenzare significativamente la posizione e l'intensità di queste zone a bassa pressione, innescando così la cavitazione.
Quando la pompa opera a basse portate o quando la pipeline di aspirazione ha una scarsa tenuta, può portare al trascinamento del gas nel liquido o nel backflow, che aumenta il rischio di cavitazione.
Quando si seleziona una pompa, è essenziale garantire che la testa di aspirazione netta disponibile del sistema (NPSHA) sia maggiore della testa di aspirazione netta netta richiesta della pompa (NPSHR). Questo è il requisito più fondamentale e critico per prevenire la cavitazione.
Ridurre la formazione di zone locali a bassa pressione attraverso l'ottimizzazione della progettazione del percorso di flusso interno della pompa, riducendo così al minimo il rischio di cavitazione.
Per gli ambienti di lavoro soggetti a cavitazione, scegli materiali resistenti ad alta convitazione per la produzione di componenti della pompa chiave, come le giranti.
In pratica, è spesso difficile evitare completamente il funzionamento della pompa in condizioni non ideali. Pertanto, è essenziale stabilire un sistema di monitoraggio efficace per monitorare lo stato di lavoro della pompa e regolare i parametri operativi in base alle condizioni effettive. Questo aiuta a identificare e correggere le condizioni operative che possono portare alla cavitazione in modo tempestivo.
Le buone pratiche di installazione, tra cui un adeguato layout della pipeline, evitando curve inutili e tubi di ingresso eccessivamente lunghi, sono cruciali per ridurre la cavitazione. Nel frattempo, la manutenzione regolare non può solo rilevare potenziali problemi in modo tempestivo, ma anche mantenere le prestazioni ottimali della pompa attraverso la pulizia, la sostituzione di componenti usurati, ecc.
Sistema di acqua calda ad alta temperatura
Problema: cavitazione frequente in una pompa dell'acqua calda da 105 ° C.
Soluzione: installare una pompa precressurizzata per aumentare la NPSHA del sistema da 3 metri a 6 metri. Questo metodo aumenta efficacemente la pressione del liquido che entra nella pompa, riducendo il rischio di vaporizzazione liquida e formazione di bolle nell'ingresso della pompa.
Trasporto liquido volatile
PROBLEMA: la girante di una pompa di gas petrolifera liquefatto (GPL) è stata danneggiata dalla cavitazione entro 3 mesi.
Soluzione di retrofit: adottare un design induttore. Ottimizzando il design della pompa, in particolare introducendo un induttore per migliorare la distribuzione della pressione prima che il liquido entri nella girante, l'NPSHR è stato ridotto da 4,2 metri a 2,8 metri. Questo approccio riduce la probabilità di cavitazione e estende la durata delle attrezzature.
Grande progetto di conservazione dell'acqua
Problema: grave rumore di cavitazione (95dB) in una stazione di pompaggio dell'assunzione di acqua.
Misura di ottimizzazione: modificare il motore di trasmissione da un motore da 6 pole a un motore a 8 poli, riducendo la velocità di rotazione da 980 giri / min a 735 giri / min. Abbassare la velocità può ridurre il gradiente di velocità del fluido all'interno della pompa, riducendo così al minimo la formazione di zone locali a bassa pressione e alleviando la cavitazione. Inoltre, velocità più basse aiutano a ridurre l'usura tra i componenti meccanici e mitigare le vibrazioni e il rumore causato dalla cavitazione.
Monitoraggio regolare: rilevare i primi segni di cavitazione attraverso vibrazioni, rumore e test delle prestazioni.
Ottimizzare il funzionamento: mantenere la pompa in funzione all'interno della zona ad alta efficienza ed evitare un funzionamento prolungato a basso flusso o ad alto carico.
Aggiornamenti del materiale: utilizzare materiali resistenti alla cavitazione (come acciaio inossidabile o acciaio duplex) ed eseguire trattamenti di rafforzamento della superficie quando necessario.
Prevenzione della pulizia e della corrosione: pulire regolarmente la girante e i percorsi di flusso per impedire al ridimensionamento e alla corrosione di ridurre la resistenza alla cavitazione.
Miglioramento del sistema: ottimizzare il layout della pipeline di aspirazione e installare serbatoi buffer o stabilizzatori di flusso quando necessario.
Prevenire la cavitazione è cruciale per garantire il funzionamento efficiente e stabile delle apparecchiature della pompa durante la manutenzione. Una prevenzione efficace dei danni da cavitazione può essere ottenuta attraverso il monitoraggio regolare delle vibrazioni e il rumore, l'ottimizzazione delle condizioni operative, la selezione di materiali resistenti alla cavitazione, la manutenzione della pulizia del sistema e il miglioramento della progettazione del sistema. Come fornitore di soluzioni di pompaggio leader nel settore, Teffiko si impegna a fornire prodotti di alta qualità e ad alte prestazioni. I nostri prodotti subiscono test rigorosi per garantire prestazioni eccellenti in varie condizioni di lavoro e hanno guadagnato ampia fiducia con prezzi competitivi e servizi superiori. Scegli Teffiko e riceverai supporto da un team professionistico e protezione post-vendita senza preoccupazioni.
