Pompa Kavitasyonu Nedir ve Nasıl Önlenir?

Hiç garip sesler çıkaran bir pompa duydunuz mu veya performansında bir düşüş fark ettiniz mi? Bunlar pompa kavitasyonunun işaretleri olabilir.

Pompa kavitasyonu, pompa içinde buhar kabarcıkları oluşup çökerek hasara ve verimin düşmesine neden olduğunda meydana gelir.

Buhar Basıncı Nedir?

Buhar basıncı, belirli bir sıcaklıkta yoğunlaşmış fazlarıyla termodinamik dengede olan bir buharın uyguladığı basınçtır. Sıvılar için buharlaşma eğilimini gösterir. Daha yüksek buhar basıncı, bir maddenin daha uçucu olduğu anlamına gelir.

Pompa Kavitasyonu Nedir?

Pompa kavitasyonu, bir akışkandaki basınç, buhar basıncının altına düştüğünde meydana gelen ve buhar kabarcıklarının oluşmasına neden olan bir olgudur. Bu genellikle santrifüj pompalarda ve pozitif deplasmanlı pompalarda meydana gelir. Bu kabarcıklar daha yüksek basınç alanlarına doğru hareket ettikçe şiddetli bir şekilde çökerek şok dalgaları oluştururlar.

Pompalarda Kavitasyon Çeşitleri

Buharlaşma Kavitasyonu

Klasik kavitasyon olarak da bilinen buharlaşma kavitasyonu, pompa girişindeki basınç, akışkanın buhar basıncının altına düştüğünde meydana gelir. Bu, pervane gözünün yakınında buhar kabarcıklarının oluşmasına neden olur. Bu kabarcıklar daha yüksek basınç alanlarına doğru ilerledikçe şiddetli bir şekilde çökerler ve potansiyel olarak pervaneye zarar vererek pompa verimliliğini azaltırlar.

Türbülans Kavitasyonu

Türbülans kavitasyonu, pompa girişindeki akış bozukluklarından kaynaklanır. Keskin kıvrımlar, engeller veya uygun olmayan boru konfigürasyonları, buhar kabarcıklarının oluştuğu girdaplar ve düşük basınçlı alanlar oluşturabilir. Bu tür kavitasyon genellikle pompa girişinin yakınında meydana gelir ve pervanenin ön kenarlarının aşınmasına neden olabilir.

Vane Sendromu Kavitasyonu

Kanat sendromu kavitasyonu, pervanenin dış çapı ile pompa gövdesinin kesme suyu arasındaki açıklık çok küçük olduğunda meydana gelir. Bu dar boşluk sıvı akışını hızlandırarak kavitasyon kabarcıklarının oluştuğu düşük basınçlı bölgeler oluşturur. Tipik olarak pervanenin kanat uçlarını ve boşaltma alanının yakınındaki pompa gövdesini etkiler.

Dahili Devridaim Kavitasyonu

İç devridaim kavitasyonu, bir pompa en iyi verimlilik noktasından uzakta, düşük akış hızlarında çalıştığında meydana gelir. Sıvı, pompa içinde devridaim yaparak kavitasyon kabarcıklarının oluştuğu düşük basınçlı alanlar oluşturur. Bu tür, özellikle pervane arka örtüsü ile gövde arasındaki bölgelerde hem pervaneye hem de pompa gövdesine zarar verebilir.

Hava Aspirasyon Kavitasyonu

Hava aspirasyonu kavitasyonu, pompa sistemine giren havadan kaynaklanır. Bunun nedeni, emme borularındaki sızıntılar, uygun olmayan sızdırmazlık veya emme kabındaki girdaplar olabilir. Sürüklenen hava, pompa içinde daha yüksek basınca maruz kaldığında çöken kabarcıklar oluşturur ve diğer kavitasyon türlerine benzer hasara neden olur.

Pompa Kavitasyonunun Yaygın Nedenleri

Yetersiz Net Pozitif Emme Yüksekliği Mevcut (NPSHa)

Yetersiz NPSHa, pompa kavitasyonunun birincil nedenidir. Mevcut emme yüksekliği gerekli seviyenin altına düştüğünde sıvı içinde buhar kabarcıkları oluşur. Bu kabarcıklar daha yüksek basınç bölgelerine girdiklerinde çökerek pompa pervanesine ve diğer bileşenlere zarar verir.

Emme Hattı Sorunları

Emme hattındaki tıkanmalar, kısıtlamalar veya aşırı sürtünme kayıpları kavitasyona yol açabilir. Bu sorunlar pompa girişindeki basıncı azaltır ve potansiyel olarak sıvının buhar basıncının altına düşürür.

Uçucu Sıvılar ve Buhar Basıncı

Uçucu sıvıların buhar basıncına yakın pompalanması kavitasyon riskini artırır. Sıvı buhar basıncına yaklaştıkça kabarcık oluşumuna karşı daha duyarlı hale gelir.

En İyi Verimlilik Noktasında Çalışma (BEP)

Bir santrifüj pompanın BEP akışından çok uzakta çalıştırılması kavitasyona neden olabilir. Bu genellikle pompanın tasarlanandan çok daha yüksek veya daha düşük akış hızlarında çalıştığı durumlarda meydana gelir.

Sürüklenen Hava veya Gaz

Pompalanan sıvıda sürüklenen hava veya gazın varlığı kavitasyona benzer etkilere yol açabilir. Bu gaz kabarcıkları çökebilir ve buhar kabarcığı patlamasına benzer hasara neden olabilir.

Pompa Kavitasyonunun Belirtileri

Pompa Bileşenlerinde Fiziksel Hasar

Kavitasyon, pompa bileşenlerinde ciddi erozyona neden olur. Pervane genellikle gerçek hizmet ömrünün ötesinde aşınmış gibi görünen oyuklanma ve malzeme kaybı sergiler. Buhar kabarcıklarının çökmesi sonucu oluşan yoğun şok dalgaları nedeniyle pompa gövdesi ve contalarda da hasar belirtileri görülebilir.

Anormal Gürültü ve Titreşim

Aşırı gürültü ve titreşim kavitasyonun habercisidir. Ses, pompanın içinde dolaşan çakıl veya mermerleri andırıyor. Titreşim seviyeleri önemli ölçüde artar ve potansiyel olarak yanlış hizalamaya ve başka mekanik sorunlara yol açar.

Azaltılmış Tahliye Basıncı ve Akışı

Tahliye basıncında ve akış hızında önemli bir düşüş kavitasyonun göstergesidir. Sıvıda buhar kabarcıklarının varlığı pompanın verimliliğini azaltır ve performansın düşmesine neden olur. Bu etki özellikle santrifüj pompalarda belirgindir.

Sık Keçe ve Rulman Arızaları

Kavitasyon contaların ve yatakların aşınmasını hızlandırır. Yoğun şok dalgaları ve titreşim bu bileşenlerin erken arızalanmasına neden olur.

Kararsız Güç Tüketimi

Düzensiz güç tüketimi kavitasyonun başka bir göstergesidir. Pompa performansı korumaya çabaladıkça motor akımı ve güç çekişi dalgalanır. Bu dengesizlik enerji kullanımının artmasına ve potansiyel motor hasarına yol açabilir.

Pompa Kavitasyonunu Nasıl Önleyebilirim?

Yeterli NPSHA Marjına Sahip Doğru Pompa Seçimi

• Pompanın gerekli NPSH'nin üzerinde yeterli Net Pozitif Emme Yüksekliği (NPSHA) marjına sahip olduğundan emin olun.
• Amaçlanan uygulama aralığında verimli bir şekilde çalışan bir pompa seçmek için pompa üreticilerinin performans eğrilerine ve yönergelerine bakın.
• Seçimi yaparken akış hızı, kafa basıncı ve akışkan özellikleri gibi faktörleri göz önünde bulundurun.

Sistem Tasarımını Optimize Etme

• Sıvı hızını ve basınç düşüşlerini azaltmak için emme borusu çapını artırın.
• Sürtünme kayıplarını azaltmak için emme hattındaki bağlantı elemanlarını ve vanaları en aza indirin.
• Borulardaki buharı tutabilecek yüksek noktaları ortadan kaldırın.
• Girdap oluşmasını ve hava sürüklenmesini önlemek için emme kaynağının yeterli miktarda suya batırıldığından emin olun.
• Kademeli geçişlere ve düzgün akış yollarına sahip uygun boru tasarımı, laminer akışın ve eşit basınç dağılımının korunmasına yardımcı olur.

Pompaları BEP'lerine Yakın Çalıştırmak

• Santrifüj pompaları En İyi Verimlilik Noktalarının (BEP) yakınında ve üretici tarafından belirtilen izin verilen çalışma aralığı dahilinde çalıştırın.
• Gerekli NPSH'yi artırabilecek pompa eğrisi üzerinde çok fazla sağa doğru çalışmaktan kaçının.
• Optimum verimliliği korurken pompa çıkışını sistem talepleriyle eşleştirmek için uygun olduğunda değişken hızlı sürücüleri kullanın.

Yeterli Emme Basıncının ve Düşük Sıvı Sıcaklığının Korunması

• Emme basıncını yeterli bir güvenlik payı ile sıvının buhar basıncının üzerinde tutun.
• Gerekirse destek pompaları kullanmayı veya emme kaynağını yükseltmeyi düşünün.
• Yüksek sıcaklıklar buhar basıncını ve kavitasyon riskini arttırdığından sıvı sıcaklığını kontrol edin.
• Emme kaplarında uygun suya batırma sağlayın ve tutarlı sıvı seviyelerini koruyun.

Sürüklenen Havanın Kontrol Edilmesi ve Uygun Havalandırma

• Sıkışan havayı çıkarmak için sistemin yüksek noktalarına hava tahliye vanaları takın.
• Hava birikimini önlemek için havalandırma sistemlerini uygun şekilde tasarlayın ve bakımını yapın.
• Yerel basınç düşüşlerine neden olabilecek kalıntıları gidermek için süzgeçler veya filtreler kullanın.
• Özellikle pompanın emme tarafında hava girişini önlemek için contaların ve bağlantıların sıkı olduğundan emin olun.

Düzenli İzleme ve Bakım

• Pompalar ve emme tarafı bileşenleri için rutin bir inceleme ve bakım programı uygulayın.
• Gürültü, titreşim veya düzensiz güç tüketimi gibi kavitasyon belirtilerini izleyin.
• Filtreleri, süzgeçleri ve vanaları düzenli olarak kontrol edin ve temizleyin.
• Pompa performansını doğrulamak için periyodik akış ve basınç testleri yapın.

SSS

Bir pompa kavitasyon yaptığında nasıl bir ses çıkarır?

Kavitasyon yapan bir pompa yüksek ve belirgin bir ses üretir. Çoğu zaman sistem içinde dolaşan çakıl veya mermer gibi ses çıkarır. Gürültü hırıltı, gürleme veya çakıllı olarak tanımlanır. Bu ses, buhar kabarcıklarının hızla oluşup çökmesinden kaynaklanır.

Düşük akış nedeniyle pompa kavitasyonu nedir?

Pompaya yetersiz sıvı girdiğinde düşük akışlı kavitasyon meydana gelir. Pompa girişindeki düşük basınç veya yüksek vakum koşullarından kaynaklanır. Bu, pompayı "aç bırakır" ve pervane gözünün yakınında kabarcık oluşumuna yol açar. Bu kabarcıklar zamanla patlayarak pervaneye zarar verir.

Sonuç olarak

Pompa kavitasyonu ekipmana zarar verebilecek ve verimliliği azaltabilecek ciddi bir sorundur. Nedenlerini anlamak, semptomları tanımak ve önleyici tedbirleri uygulamak, pompa performansını korumak için çok önemlidir.

Düzenli bakım, uygun pompa seçimi ve sistem tasarımı optimizasyonu kavitasyonu önlemenin anahtarıdır. Optimum sistem performansı sağlamak amacıyla uzman yardımı için bir pompa uzmanına danışın.