نحوه تشخیص کاویتاسیون پمپ
پمپ ها در قلب اکثر فرآیندهای صنعتی و دومین ماشین رایج در جهان (پس از موتور الکتریکی) هستند. از آنجایی که پمپ ها بسیار رایج هستند، اغلب به عنوان یک منبع بالقوه برای بهبود بهره وری یا دلیلی برای هزینه های اضافی در صورت عدم استفاده صحیح نادیده گرفته می شوند.
مانند هر دستگاه دیگری، برخی از مشکلات ممکن است رخ دهد. یک مشکل رایج در سیستم های پمپاژ، کاویتاسیون پمپ است. کاویتاسیون پمپ باعث ایجاد تعدادی از مسائل از جمله صدای بیش از حد، ارتعاش و مصرف انرژی می شود، بدون اینکه به آسیب جدی به خود پمپ اشاره کنیم.
چه چیزی باعث کاویتاسیون پمپ می شود؟
تصور کنید که یک شیلنگ آب را فشار دهید و آب سریع‌تر حرکت کند و از آن خارج شود اما هوادهی شده و پخش شود. این چیزی است که با کاویتاسیون پمپ اتفاق می افتد. این یک پدیده فیزیکی است که زمانی رخ می دهد که فشار مایع ورودی کمتر از فشار بخار مایع می شود. کاهش فشار معمولاً به دلیل افزایش سرعت سیال ایجاد می شود. هنگامی که فشار سیال در سمت انتهایی تیغه پروانه (در مقابل ورودی پمپ) به زیر نقطه تبخیر سیال می‌رسد، حباب‌های بخار شروع به تشکیل می‌کنند. هنگامی که حباب ها/حفره ها به سمت تخلیه پمپ حرکت می کنند و به ناحیه ای با فشار بالا حرکت می کنند، حفره ها منفجر می شوند. ترکیدن یا فرو ریختن این حباب ها باعث ایجاد امواج ضربه ای شدید در داخل پمپ می شود که باعث آسیب به پروانه، لرزش و صدای اضافی می شود.
این امواج ضربه ای می تواند باعث آسیب مکانیکی به پروانه و پمپ شود و تنها در طول زمان شدت آن افزایش یافته و منجر به خرابی بالقوه پمپ شود. عواملی که بر میزان تراکم حباب‌های بخار تأثیر می‌گذارند، سرعت و شکل پروانه است.
هنگام برخورد با مایعات با دمای بالاتر، خطر این اتفاق به دلیل افزایش فشار بخار افزایش می یابد.
تفاوت بین سر مرده و کاویتاسیون چیست؟
کاویتاسیون پمپ و سر مرده مفاهیم مشابهی هستند اما دور از یکسان هستند.
هنگامی که یک پمپ به دلیل بسته بودن دریچه تخلیه یا انسداد خط بدون جریان از طریق پمپ کار می کند، هد مرده رخ داده است. پمپ همان آب را دوباره به گردش در می آورد و باعث می شود دمای آب به طور مداوم افزایش یابد. اگر پمپ به مدت طولانی در حالت بدون سر به کار خود ادامه دهد، گرمای بیش از حد می تواند به آب بندی های گران قیمت آسیب برساند و عمر پمپ را کاهش دهد.
در یک پمپ گریز از مرکز به دلیل انرژی وارد شده به مایع در پمپ می تواند منجر به انفجار شود. فشار بیش از حد هیدرولیک و واکنش های شیمیایی احتمالی در پمپ نیز می تواند ناشی از اعمال بیش از حد فشار باشد. همین نتایج را می توان با کارکردن پمپ خشک برای مدت طولانی ایجاد کرد که می تواند منجر به کاویتاسیون شود.
سر مرده به این معنی است که شیر خروجی باز است، بنابراین پمپ به گردش مایع مشابه ادامه می دهد، که می تواند به موتور پمپ آسیب برساند زیرا مایع می تواند بیش از حد داغ شود. محافظ کم مصرف برای تشخیص این وضعیت کار می کند و برای محافظت از موتور حرکت می کند.
کاویتاسیون از این نظر مشابه است که حفاظت کم توان آن را شناسایی کرده و موتور را از بین می برد و از آن محافظت می کند. اما این شرایط به این معنی است که پمپ خشک است و مایعی برای پمپ کردن وجود ندارد. این نیز باعث گرم شدن بیش از حد موتور می شود.
چگونه بفهمیم پمپ حفره دارد یا خیر
هنگام برخورد با کاویتاسیون پمپ، توجه داشته باشید که فناوری و تکنیک هایی برای شناسایی، نظارت و جلوگیری از کاویتاسیون پمپ در دسترس هستند.
آسیب کاویتاسیون می تواند عمر پروانه پمپ، مهر و موم مکانیکی، یاتاقان ها و احتمالاً سایر اجزای پمپ را کاهش دهد. به عبارت دیگر، میانگین زمان بین خرابی (MTBF) را کاهش می دهد که باعث افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری و توقف پمپ می شود.
رایج ترین راه برای شناسایی کاویتاسیون پمپ از طریق صدا یا لرزش است. صدایی شنیدنی شبیه به ترقه زدن وجود دارد که هنگام وقوع آن شنیده می شود. به دلیل ترکیدن حباب های بخار، ارتعاش افزایش یافته توسط پمپ ایجاد می شود که می توان آن را نیز مشاهده کرد.
راه های دیگر برای شناسایی کاویتاسیون پمپ، تشخیص دما یا قدرت در موتور بیرونی است. کاویتاسیون پمپ به این معنی است که تا زمانی که خود پمپ ادامه می‌یابد، مایعی برای پمپ کردن وجود ندارد. پمپاژ خشک به این روش، با فشار بخار ساختمان، باعث گرم شدن بیش از حد موتور می شود و عمر موتور را کاهش می دهد و به طور بالقوه باعث آسیب به پروانه و خود پمپ می شود.
از طرف دیگر، موتور بیرونی پمپی که حفره می‌کند، یک رویداد کم توان را تجربه می‌کند.
پس از شناسایی یک رویداد، شناسایی علت افت فشار و اصلاح آن مهم است. در بیشتر موارد، مشکل را می توان با ساده کردن لوله کشی، حذف هرچه بیشتر خم ها و دریچه ها حل کرد:
پمپ را به منبع سیال نزدیکتر کنید.
لوله کشی را تمیز کنید و هرگونه انسداد را برطرف کنید.
قطر لوله مکش را افزایش دهید تا سرعت ورودی کاهش یابد.
برای جلوگیری از وقوع حفره در آینده می توان تعمیر و نگهداری معمول را انجام داد. نگهداری پیشنهادی شامل بررسی و تمیز کردن منظم فیلترها و صافی‌های منتهی به لوله‌کشی است.
چگونه مانیتورینگ از کاویتاسیون پمپ جلوگیری می کند؟
بیشتر صنایع از پمپ های بزرگ و بسیار پیچیده استفاده می کنند. خرابی این پمپ‌های حیاتی می‌تواند منجر به هزینه‌های خرابی شود که به تنهایی از 200000 دلار در روز بیشتر می‌شود، بدون احتساب هزینه تعویض تجهیزات به دلیل آسیب. بنابراین، کاربران تمایل به نظارت دقیق بر این پمپ ها دارند. از آنجایی که کاویتاسیون می تواند پمپ را منفجر کند و منجر به یک خطر ایمنی بزرگ شود، کاربران همیشه به دنبال راه حل های قابل اعتمادی هستند که به آنها امکان پیش بینی و جلوگیری از آن را می دهد.
با ادامه امواج ضربه ای ناشی از ترکیدن حباب های بخار، دما به سمت موتور بیرونی افزایش می یابد. رله‌های مدیریت موتور بر اساس آستانه دما نظارت و قطع می‌کنند. حفاظت ها می توانند از منبع برق ورودی که موتور را تغذیه می کند تا پمپ یا بار جداگانه باشد. رله‌های مدیریت موتور سطح بالایی از دقت نظارت و حفاظت از توان را برای کل سیستم قدرت فراهم می‌کنند در حالی که زمان کار را به حداکثر می‌رسانند.
همیشه به بن فرانکلین گوش دهید: "یک اونس پیشگیری ارزش یک پوند درمان را دارد."
با جلوگیری از کاویتاسیون، کاربران راندمان و طول عمر پمپ را افزایش می دهند. به یاد داشته باشید، پیشگیری ارزش وقت گذاشتن را دارد، بنابراین برای اجرای یک برنامه تعمیر و نگهداری کامل وقت بگذارید و در دراز مدت باعث نجات کاربران می شود.