چگونه می‌توان کاویتاسیون در پمپ وارمن را تشخیص داد؟

مقدمه

در پمپ‌های وارمن (Warman) که عمدتاً در انتقال اسلاری‌ها، دوغاب‌های معدنی و محیط‌های بسیار ساینده استفاده می‌شوند، یکی از مهم‌ترین مشکلات عملکردی کاویتاسیون است. کاویتاسیون نه‌تنها راندمان پمپ را کاهش می‌دهد، بلکه باعث سایش شدید، لرزش زیاد، صدای ناهنجار و حتی خرابی زودرس پروانه می‌شود. بنابراین تشخیص سریع آن نقش حیاتی در جلوگیری از آسیب‌های گسترده دارد. در ادامه به‌صورت کاملاً تخصصی و در عین حال روان، نشانه‌ها، روش‌های تشخیص و ابزارهای مورد نیاز برای شناسایی کاویتاسیون در پمپ‌های وارمن توضیح داده می‌شود.

کاویتاسیون چیست؟

کاویتاسیون زمانی رخ می‌دهد که فشار در ورودی پروانه پمپ پایین‌تر از فشار بخار سیال شود و حباب‌های بخار در داخل پمپ تشکیل شوند. این حباب‌ها هنگام حرکت به ناحیه فشار بالاتر منفجر می‌شوند و ضربات میکروسکوپی شدیدی به سطوح فلزی وارد می‌کنند. در پمپ‌های وارمن که با اسلاری کار می‌کنند، این ضربات همراه با سایش ذرات معدنی نیز هست و خرابی را چند برابر می‌کند.

۱. نشانه‌های شنیداری (صدای کاویتاسیون در پمپ وارمن)

یکی از اولین و ساده‌ترین روش‌ها برای تشخیص کاویتاسیون، گوش دادن به صدای پمپ است.

✔ صدای شبیه به خوردن شن یا سنگ‌ریزه

وقتی کاویتاسیون رخ می‌دهد، صدایی شبیه برخورد مداوم شن‌ریز یا ترکیدن حباب‌ها در داخل پمپ شنیده می‌شود.

✔ صدای جیغ یا ناهنجار

در موارد شدید، پمپ وارمن صدایی شبیه سوت یا جیغ تیز نیز ایجاد می‌کند که ناشی از ناپایداری جریان ورودی است.

چرا این روش مهم است؟
چون معمولاً اولین علامت کاویتاسیون است و قبل از آسیب جدی قابل تشخیص است.

۲. لرزش‌های غیرطبیعی (Vibration Analysis)

پمپ‌های وارمن به دلیل وزن و بدنه سنگین معمولاً لرزش کمی دارند. اما هنگام کاویتاسیون، لرزش‌ها به‌طور محسوس افزایش می‌یابند.

✔ نشانه‌ها:

• لرزش یکنواخت و با فرکانس بالا
• افزایش دامنه لرزش در ناحیه ورودی
• احساس ضربه‌های کوچک اما مداوم روی پوسته پمپ

✔ تشخیص با ابزار:

• آنالیزور ارتعاش (Vibration Analyzer)
• شتاب‌سنج نصب‌شده روی یاتاقان‌ها

اگر نمودار ارتعاش نشان‌دهنده افزایش فرکانس‌های broadband باشد، احتمال کاویتاسیون بسیار بالاست.

۳. کاهش دبی و راندمان پمپ

یکی از شاخص‌های بسیار مهم، افت ناگهانی یا تدریجی دبی خروجی پمپ است.

✔ نشانه‌ها:

• کاهش محسوس میزان اسلاری خروجی
• افت هد پمپ
• عدم رسیدن جریان به ظرفیت طراحی

کاویتاسیون باعث تشکیل حباب‌های بخار در اطراف تیغه‌های پروانه می‌شود و در نتیجه بخش زیادی از انرژی پمپ به حرکت حباب‌ها اختصاص می‌یابد، نه جابه‌جایی سیال.

۴. افزایش دما در ناحیه ورودی پمپ

این نشانه کمی تخصصی‌تر است و نیاز به اندازه‌گیری دقیق دارد.

✔ علت:

هنگام کاویتاسیون، جریان در پروانه ناپایدار شده و بخشی از انرژی به صورت گرما آزاد می‌شود.

✔ روش تشخیص:

• اندازه‌گیری دمای فلنج ورودی
• استفاده از دوربین حرارتی
• بررسی افزایش غیرعادی دمای پوسته

افزایش ۲ تا ۵ درجه‌ای دما نسبت به شرایط عادی، هشدار جدی از بروز کاویتاسیون است.

۵. بررسی ظاهری پروانه و اجزا

اگر کاویتاسیون ادامه پیدا کند، نشانه‌های ظاهری کاملاً واضح خواهد بود.

✔ نشانه‌های آسیب:

• ایجاد حفره‌های کوچک (pitting) روی سطح پروانه
• ساییدگی لب تیغه‌ها
• خوردگی موضعی روی چشم پروانه

در پمپ‌های وارمن CH، AH، HH و سری‌های اسلاری مشابه، این حفرات معمولاً در لبه ورودی پروانه (Leading Edge) و چشم پروانه دیده می‌شوند.

این روش برای تشخیص پس از وقوع (Post-Failure Diagnosis) کاربرد دارد.

۶. تغییرات فشار ورودی (NPSH Monitoring)

یکی از مطمئن‌ترین روش‌های تشخیص کاویتاسیون، بررسی NPSH در سیستم است.

✔ روش کار:

• اندازه‌گیری فشار در فلنج مکش
• مقایسه با NPSHr پمپ
• محاسبه NPSHa

اگر NPSHa کمتر از NPSHr شود، قطعی‌ترین علامت کاویتاسیون است.

✔ ابزار مورد نیاز:

• گیج فشار دقیق
• ترانسمیتر فشار متصل به PLC
• سنسور سطح مخزن

گاهی یک فشارسنج ساده روی لوله مکش، کاویتاسیون را آشکار می‌کند.

۷. افزایش مصرف انرژی پمپ

وقتی کاویتاسیون رخ می‌دهد، راندمان پمپ کاهش می‌یابد و موتور برای حفظ دبی باید انرژی بیشتری مصرف کند.

✔ نشانه‌ها:

• افزایش جریان آمپر موتور
• گرم شدن بیش از حد موتور
• افزایش بار مکانیکی بر شفت

سیستم‌های کنترل پیشرفته که روی پمپ‌های وارمن صنعتی نصب می‌شوند، معمولاً در صورت افزایش ناگهانی مصرف برق، هشدار می‌دهند.

۸. تغییرات صدا و لرزش در شفت و یاتاقان‌ها

کاویتاسیون باعث ضربه و موج فشار موجی در پمپ می‌شود و این تغییرات روی شفت منتقل می‌گردد.

✔ نشانه‌ها:

• صدای غیرطبیعی از یاتاقان رانش
• افزایش دمای یاتاقان‌ها
• افزایش لقی شفت با گذشت زمان

این موارد نشانه‌های ثانویه کاویتاسیون هستند اما برای تشخیص دیرهنگام کارایی دارند.

۹. استفاده از سیستم‌های پایش هوشمند

پمپ‌های جدید وارمن قابلیت اتصال به سیستم‌های مانیتورینگ وضعیت (Condition Monitoring) دارند.

ابزارهای موجود:

• سنسورهای ارتعاش
• سنسور فشار ورودی
• سنسور دما
• تحلیل داده‌ها در PLC یا نرم‌افزار

این سیستم‌ها با استفاده از الگوریتم‌ها می‌توانند پیش‌بینی وقوع کاویتاسیون را انجام دهند.

جمع‌بندی نهایی

برای تشخیص کاویتاسیون در پمپ‌های وارمن، مجموعه‌ای از نشانه‌ها و ابزارها مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از آن‌ها سریع و ساده‌اند (مثل شنیدن صدا و لمس لرزش)، و برخی کاملاً تخصصی (مثل تحلیل ارتعاش یا محاسبه NPSH). بهترین روش، ترکیب چند روش هم‌زمان است.

مهم‌ترین نشانه‌هایی که باید جدی گرفته شوند:

1. صدای شبیه برخورد شن یا حباب‌های ترکیده
2. لرزش غیرطبیعی و یکنواخت
3. افت دبی خروجی و هد پمپ
4. افزایش دمای ورودی یا پوسته
5. آسیب دیدن لبه‌های پروانه
6. کاهش NPSHa نسبت به NPSHr
7. افزایش مصرف انرژی و آمپر موتور

تشخیص سریع کاویتاسیون نه‌تنها از خرابی‌های پرهزینه جلوگیری می‌کند، بلکه باعث افزایش عمر پروانه، کاهش توقفات خط تولید، و افزایش راندمان کلی پمپ وارمن می‌شود.

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