چگونه می‌توان از کاویتاسیون در پمپ اسلاری جلوگیری کرد؟

2. تعریف کاویتاسیون و مکانیسم آن

کاویتاسیون (Cavitation) پدیده‌ای است که در آن کاهش فشار در سیال به حدی می‌رسد که حباب‌ های بخار یا گاز تشکیل می‌شوند. وقتی این حباب ‌ها به مناطق با فشار بالا منتقل می‌شوند، متلاشی شده و امواج ضربه‌ای ایجاد می‌کنند که باعث آسیب به سطح پمپ و پروانه می‌شود.

مراحل کاویتاسیون:

1. تشکیل حباب:در مناطق کم‌فشار (معمولاً نزدیک پروانه)، مایع به نقطه تبخیر می‌رسد و حباب‌های بخار تشکیل می‌شوند.
2. انتقال حباب:حباب‌ها به سمت مناطق با فشار بالاتر جریان می‌یابند.
3. ترکیدن حباب:در فشار بالا، حباب‌ها فرو می‌پاشند و امواج ضربه‌ای ایجاد می‌کنند.
4. آسیب به سطح:این ضربات مکرر باعث خوردگی، سایش و تخریب سطح می‌شوند.

3. علل ایجاد کاویتاسیون در پمپ اسلاری

عوامل متعددی در ایجاد کاویتاسیون نقش دارند که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

الف) فشار مکش ناکافی (NPSH کم)

• NPSH Available (NPSHa):  فشار موجود در دهانه مکش پمپ.
• NPSH Required (NPSHr):  حداقل فشار مورد نیاز پمپ برای جلوگیری از کاویتاسیون.
  اگر NPSHa < NPSHr  باشد، کاویتاسیون رخ می‌دهد.

ب) سرعت بالای جریان

• افزایش سرعت جریان باعث کاهش فشار در پروانه می‌شود.
• در پمپ‌ های اسلاری، ذرات جامد می‌توانند جریان را ناپایدار کنند و کاویتاسیون را تشدید نمایند.

ج) طراحی نامناسب سیستم لوله‌کشی

• لوله‌ های با قطر کم یا زانویی‌های تند، مقاومت هیدرولیکی را افزایش داده و فشار مکش را کاهش می‌دهند.
• وجود هوا یا گاز در سیال نیز خطر کاویتاسیون را افزایش می‌دهد.

د) دمای بالای سیال

• در دماهای بالا، فشار بخار سیال افزایش یافته و احتمال تشکیل حباب بیشتر می‌شود.

ه) خواص فیزیکی اسلاری

• غلظت بالا، ویسکوزیته زیاد و اندازه ذرات بزرگ می‌توانند جریان را مختل کنند.

4. عوارض و پیامدهای کاویتاسیون

کاویتاسیون در پمپ اسلاری می‌تواند منجر به مشکلات زیر شود:

• خوردگی و سایش شدید پروانه و پوسته پمپ
• کاهش راندمان پمپاژ و افزایش مصرف انرژی
• لرزش و صداهای غیرعادی
• ترک‌خوردگی و تخریب مکانیکی
• کاهش عمر مفید پمپ

5. روش‌های تشخیص کاویتاسیون

برای تشخیص کاویتاسیون در پمپ اسلاری، می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:

• صدای غیرعادی (تق تق یا صداهای متناوب)
• لرزش بیش از حد پمپ
• کاهش دبی یا فشار خروجی
• بررسی بصری پروانه (حفره‌های ناشی از کاویتاسیون)
• اندازه‌گیری NPSHa و مقایسه با NPSHr

6. راهکارهای پیشگیری از کاویتاسیون در پمپ اسلاری

الف) بهینه‌سازی طراحی سیستم

1. افزایش قطر لوله مکش:کاهش سرعت جریان و افزایش فشار ورودی.
2. کاهش طول لوله مکش:کاهش اصطکاک و تلفات هیدرولیکی.
3. اجتناب از زانویی‌های تند:استفاده از زانویی‌های با شعاع زیاد یا اتصالات هیدرودینامیکی.
4. نصب لوله مکش با شیب مثبت:جلوگیری از تجمع هوا.

ب) انتخاب صحیح پمپ

1. استفاده از پمپ با NPSHr پایین:پمپ‌های با طراحی ویژه برای اسلاری.
2. پمپ‌های با پروانه باز یا نیمه‌باز:کاهش احتمال تشکیل حباب.
3. مواد مقاوم به خوردگی:استفاده از فولاد ضدزنگ، پلیمرها یا پوشش‌های سخت.

ج) کنترل شرایط عملیاتی

1. تنظیم دور پمپ:کاهش دور در صورت امکان برای کاهش
2. کنترل دما:جلوگیری از افزایش دمای سیال.
3. حذف گازهای حل‌شده:استفاده از جداکننده‌های هوا قبل از پمپ.

د) استفاده از تجهیزات کمکی

1. مخزن تحت فشار (Surge Tank):تثبیت فشار ورودی.
2. جداکننده‌های هوا (Air Separators):حذف حباب‌های گاز.
3. مبدل‌های حرارتی:کنترل دمای سیال.

ه) نگهداری و بازرسی دوره‌ای

1. بررسی پروانه و پوسته:تعویض قطعات فرسوده.
2. کنترل سیستم لوله‌کشی:اطمینان از عدم نشتی یا انسداد.
3. مانیتورینگ مداوم:استفاده از سنسورهای فشار و دما برای تشخیص زودهنگام کاویتاسیون.

نتیجه‌گیری

کاویتاسیون در پمپ ‌های اسلاری یک مشکل جدی است که می‌تواند منجر به خرابی‌ های پرهزینه شود. با بهینه ‌سازی طراحی سیستم، انتخاب پمپ مناسب، کنترل شرایط عملیاتی و انجام نگهداری پیشگیرانه، می‌توان از این پدیده جلوگیری کرد. تشخیص به موقع و اقدامات اصلاحی نیز نقش کلیدی در افزایش عمر پمپ و بهبود عملکرد سیستم دارد. با رعایت این اصول، می‌توان از پمپ اسلاری به‌صورت بهینه و ایمن استفاده نمود.

برای کسب اطلاعات بیشتر و یا ثبت سفارش می توانید با ما در تماس باشید.