Кавитация насоса: причины возникновения и способы устранения

Срок службы насосов - до 30 лет. Однако отсутствие обслуживания и капитального ремонта значительно сокращает этот срок. Одной их причин преждевременного износа насоса является кавитация.

Определение кавитации

Кавитация – это возникновение в рабочей жидкости пузырьков газа и моментальное их схлопывание. Явление рождается внутри насоса, где давление становится ниже допустимого уровня – давления парообразования рабочей жидкости. Из-за кавитации ломаются даже качественные насосы. В борьбе с вредным процессом поможет так называемый кавитационный запас. Для этого на всасывающем патрубке должно быть минимальное давление.

Данное явление возникает в насосах, когда давление жидкости со стороны всасывающего патрубка уравнивается или становится ниже давления насыщенных паров. Нарушение термодинамического баланса вызывает «закипание» перекачиваемой среды. Из-за этого образуются пустоты, заполненные паром или газом, выделяющимися из жидкости. Действие центробежной силы направляет данную пароводяную смесь в зону нагнетания насоса, где давление среды значительно превышает атмосферное. Из-за этого пузырьки мгновенно разрушаются, выделяя тепло и создавая множественные гидравлические удары высокой энергии.

Помимо снижения напора и производительности насоса, кавитация приводит к эрозионному разрушению рабочих колёс, вала и внутренней поверхности корпуса. При этом агрегат работает с повышенной вибрацией и шумом.

Причины возникновения кавитации в насосах

Кавитацию вызывают:

• Установка насоса на высоте от поверхности перекачиваемой жидкости, превышающей оптимальную;
• Повышенное гидравлическое сопротивление во всасывающем трубопроводе, как следствие его большой протяжённости или малого диаметра;
• Пониженное атмосферное давление на поверхности перекачиваемой среды;
• Высокая температура жидкости;
• Нарушение герметичности соединений всасывающего трубопровода. В результате происходит подсасывание воздуха в системе.

Как бороться с кавитацией

Для защиты агрегатов от кавитации применяются следующие меры:

• Насос опускается ближе к поверхности перекачиваемой жидкости для повышения давления во всасывающем патрубке;
• Увеличивается диаметр и сокращается длина всасывающего трубопровода;
• Снижается сопротивление на всасывающем трубопроводе: убираются изгибы под прямым углом, устанавливаются обратные клапаны и фильтры;
• При допустимости незначительного снижения напора и производительности уменьшается скорость вращения вала;
• Насос устанавливается на оптимальной высоте, которая вычисляется по приведённым в паспорте устройства параметрам.

В паспорте насоса или руководстве по эксплуатации указываются напорные характеристики, в том числе, кавитационный запас насоса. Данный параметр обозначается Δhдоп или NPSHr и выражается в метрах водяного столба. Характеристика отражает высоту столба жидкости, которую насос удерживает во всасывающем трубопроводе. Если расстояние от оси рабочего колеса насоса до поверхности перекачиваемой жидкости будет больше вычисленного по графику допустимого значения, агрегат не сможет работать. В некоторых источниках параметр NPSHr называется требуемым кавитационным запасом. Насос взаимодействует с системой трубопроводов и запорной арматуры, у которых допустимый кавитационный запас обозначается NPSHa и вычисляется по формуле: NPSHa=Hs+(Pa-Pv)/p*g-Hп, где:

• Hs — высота от оси вала насоса до зеркала перекачиваемой жидкости (при расположении насоса ниже уровня жидкости значение будет отрицательным);
• Pa — атмосферное давление;
• Pv — давление насыщенных паров перекачиваемой среды;
• p — плотность жидкости;
• g — ускорение свободного падения;
• Hn — потери напора в трубопроводе.

Для расчётов используются и другие формулы, но значение NPSHa должно превышать допустимый кавитационный запас насоса. Выполнение данного условия - залог долгой и надёжной работы агрегата и всей системы.

Купить насосное оборудование можно в нашем интернет-магазине "Промышленная Автоматизация".

Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation.ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.