Предотвращение кавитации насоса: причины, симптомы и как избежать

Есть насос, который издает хлопки или звучит так, будто он качает шарики? Если да, у вас может быть проблема с кавитацией. Кавитация насоса может вызвать ряд проблем для вашей насосной системы, включая избыточный шум и потребление энергии, не говоря уже о серьезных повреждениях самого насоса.

Что такое кавитация насоса?

Просто определено, кавитация — это образование пузырьков или полостей в жидкости, развивающихся в областях относительно низкого давления вокруг рабочего колеса. Коллапс или сжатие этих пузырьков вызывает интенсивные ударные волны внутри насоса, причиняя значительный ущерб рабочему колесу и/или корпусу насоса.

Если не лечить, кавитация насоса может вызвать:

• Отказ корпуса насоса
• Разрушение рабочего колеса
• Чрезмерную вибрацию — ведущую к преждевременному отказу уплотнений и подшипников
• Потребление энергии выше необходимого
• Снижение расхода и/или давления

Существует два типа кавитации насоса: всасывательная и вытеснительная.

Всасывательная кавитация

Когда насос находится в условиях низкого давления или высокого вакуума, происходит всасывательная кавитация. Если насос «голодает» или не получает достаточно потока, пузырьки или полости образуются у глаза рабочего колеса. По мере того как пузырьки переносятся на вытеснительную сторону насоса, условия жидкости меняются, сжимая пузырек в жидкость и вызывая его имплозию против лицевой стороны рабочего колеса.

Рабочее колесо, ставшее жертвой всасывательной кавитации, будет иметь большие куски или очень мелкие частицы отсутствующего материала, заставляя его выглядеть как губка. Повреждение рабочего колеса появляется вокруг глаза рабочего колеса при наличии всасывательной кавитации.

Возможные причины всасывательной кавитации:

• Забитые фильтры или сита
• Заблокировка в трубе
• Насос работает слишком далеко вправо на характеристике насоса
• Плохой дизайн трубопровода
• Плохие всасывательные условия (требования NPSH)

Вытеснительная кавитация

Когда вытеснительное давление насоса экстремально высокое или работает менее чем на 10% от своей лучшей точки эффективности (BEP), происходит вытеснительная кавитация. Высокое вытеснительное давнение затрудняет вытекание жидкости из насоса, поэтому она циркулирует внутри насоса. Жидкость течет между рабочим колесом и корпусом на очень высокой скорости, вызывая вакуум у стенки корпуса и образование пузырьков.

Как и при всасывательной кавитации, имплозия этих пузырьков вызывает интенсивные ударные волны, причиняя преждевременный износ кончиков рабочего колеса и корпуса насоса. В экстремальных случаях вытеснительная кавитация может вызвать поломку вала рабочего колеса.

Возможные причины вытеснительной кавитации:

• Заблокировка в трубе на вытеснительной стороне
• Забитые фильтры или сита
• Работа слишком далеко влево на характеристике насоса
• Плохой дизайн трубопровода

Предотвращение кавитации

Если насосы испытывают кавитацию, проверьте эти вещи для устранения проблемы самостоятельно:

1. Проверьте фильтры и сита — забивки на всасывающей или вытеснительной стороне могут вызвать дисбаланс давления внутри насоса
2. Обратитесь к характеристике насоса — Используйте манометр и/или расходомер, чтобы понять, где ваш насос работает на характеристике. Убедитесь, что он работает в своей лучшей точке эффективности. Работа насоса вне лучшей точки эффективности не только вызывает избыточную рециркуляцию, ожидайте избыточного тепла, радиальных нагрузок, вибрации, высоких температур уплотнений и сниженной эффективности.
3. Переоцените дизайн трубопровода — Убедитесь, что путь, который жидкость проходит, чтобы попасть к вашему насосу и от него, идеален для эксплуатационных условий насоса. Дизайны с перевернутыми «U» на всасывающей стороне могут задерживать воздух, в то время как дизайны с углом 90° непосредственно перед насосом могут вызывать турбулентность внутри насоса. Оба приводят к всасывательным проблемам и кавитации насоса.

Для получения дополнительной информации о том, как обнаружить и предотвратить кавитацию насоса, обязательно ознакомьтесь с нашей публикацией: Технологии обнаружения и предотвращения кавитации насоса.

Кавитация — распространенная проблема в насосных системах, но с правильным подбором насоса, дизайном трубопровода и уходом за фильтрами и ситами повреждения насосов и их рабочих колес можно во многом избежать.

Gorman Rupp Pumps использует стеклянную демонстрационную насос для обучения групп кавитации. Посмотрите в действии ниже.

Боретесь с проблемой кавитации? Спросите нас об этом! Мы с радостью предоставляем техническую помощь бизнесам в Висконсине, Миннесоте, Айове и Верхнем Мичигане.