چگونه کاویتاسیون می تواند به اجزای داخلی پمپ آسیب برساند؟

مقدمه

کاویتاسیون یکی از مخرب‌ترین پدیده‌هایی است که می‌تواند در پمپ‌ها، به‌ویژه پمپ‌های سانتریفیوژ و پمپ‌های اسلاری، رخ دهد. این پدیده اگر به‌موقع تشخیص داده نشود، به‌تدریج باعث آسیب جدی به اجزای داخلی پمپ شده و هزینه‌های تعمیر و توقف خط تولید را به‌شدت افزایش می‌دهد. در ادامه، سازوکار کاویتاسیون و نحوه آسیب‌رسانی آن به اجزای داخلی پمپ به‌صورت جامع بررسی می‌شود.

کاویتاسیون چیست؟

کاویتاسیون زمانی رخ می‌دهد که فشار سیال در بخشی از پمپ (معمولاً در ناحیه مکش یا روی پره‌های پروانه) به کمتر از فشار بخار سیال برسد. در این شرایط، حباب‌های بخار در داخل سیال تشکیل می‌شوند. این حباب‌ها با حرکت سیال به نواحی با فشار بالاتر منتقل شده و به‌طور ناگهانی فرو می‌ریزند. فروپاشی حباب‌ها همراه با آزاد شدن انرژی بسیار زیاد، موج‌های ضربه‌ای و جت‌های ریز سیال ایجاد می‌کند که مستقیماً به سطوح فلزی پمپ برخورد می‌کنند.

مکانیزم آسیب‌رسانی کاویتاسیون

آسیب کاویتاسیون معمولاً تدریجی اما پیشرونده است. هر بار فروپاشی حباب‌ها ضربه‌ای بسیار کوچک اما با فشار بالا به سطح قطعه وارد می‌کند. این ضربات مکرر باعث خستگی سطحی، جدا شدن ذرات ریز فلز، و در نهایت ایجاد حفره‌ها و خوردگی شدید می‌شود. به همین دلیل، کاویتاسیون را گاهی «خوردگی کاویتاسیونی» نیز می‌نامند.

آسیب به پروانه پمپ

پروانه حساس‌ترین قطعه در برابر کاویتاسیون است. فروپاشی حباب‌ها روی سطح پره‌ها باعث ایجاد حفره‌های ریز شبیه به جای ضربه سوزن می‌شود. با ادامه کار پمپ، این حفره‌ها بزرگ‌تر شده و لبه‌های پره‌ها دچار لب‌پریدگی و نازک‌شدن می‌شوند. این موضوع نه‌تنها استحکام مکانیکی پروانه را کاهش می‌دهد، بلکه باعث افت راندمان پمپ، افزایش مصرف انرژی و ایجاد عدم تعادل دینامیکی می‌شود که به یاتاقان‌ها نیز آسیب می‌زند.

آسیب به پوسته (ولوت) پمپ

پوسته یا ولوت پمپ نیز در معرض کاویتاسیون قرار دارد، به‌ویژه در ناحیه خروجی پروانه که تغییرات فشار شدیدتر است. ضربات ناشی از فروپاشی حباب‌ها باعث زبری سطح داخلی پوسته و ایجاد حفره‌های عمیق می‌شود. زبر شدن سطح جریان سیال را آشفته‌تر کرده و خود عاملی برای تشدید بیشتر کاویتاسیون و افت فشار می‌شود.

تأثیر کاویتاسیون بر آب‌بندها و سیل مکانیکی

ارتعاشات شدید ناشی از کاویتاسیون می‌تواند به آب‌بندهای مکانیکی و پکینگ‌ها آسیب برساند. ناپایداری جریان و ضربات فشار باعث تغییر موقعیت محورها و ایجاد لقی در ناحیه سیل می‌شود. در نتیجه، نشتی سیال افزایش یافته و عمر مفید سیل مکانیکی به‌شدت کاهش می‌یابد.

آسیب به یاتاقان‌ها و شفت

اگرچه کاویتاسیون به‌طور مستقیم به یاتاقان‌ها و شفت حمله نمی‌کند، اما اثرات غیرمستقیم آن بسیار مخرب است. ارتعاشات و عدم تعادل ناشی از تخریب پروانه باعث افزایش بارهای دینامیکی روی یاتاقان‌ها می‌شود. این موضوع به سایش زودهنگام، افزایش دما و در نهایت خرابی یاتاقان و حتی خمش یا ترک در شفت منجر می‌شود.

افزایش صدا و ارتعاش

یکی از نشانه‌های بارز کاویتاسیون، صدایی شبیه به برخورد شن یا سنگ‌ریزه در داخل پمپ است. این صدا ناشی از فروپاشی حباب‌هاست و با ارتعاشات شدید همراه می‌شود. ادامه این وضعیت باعث شل شدن اتصالات، ترک‌خوردگی پایه‌ها و کاهش عمر کلی مجموعه پمپ می‌گردد.

تأثیر کاویتاسیون در پمپ‌های اسلاری

در پمپ‌های اسلاری، ترکیب کاویتاسیون با ذرات جامد موجود در سیال، اثر تخریبی را چند برابر می‌کند. حباب‌های بخار هنگام فروپاشی، ذرات جامد را با سرعت بالا به سطح قطعات می‌کوبند. این پدیده باعث سایش-کاویتاسیون هم‌زمان شده و عمر قطعاتی مانند پروانه، لاینر و ولوت را به‌شدت کاهش می‌دهد.

پیامدهای بلندمدت کاویتاسیون

در بلندمدت، کاویتاسیون منجر به کاهش راندمان پمپ، افزایش مصرف انرژی، توقف‌های ناخواسته خط تولید و افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری می‌شود. در موارد شدید، شکست ناگهانی پروانه یا پوسته می‌تواند خطرات ایمنی نیز به همراه داشته باشد.

اثرات کاویتاسیون بر اجزای داخلی پمپ

جمع‌بندی

کاویتاسیون پدیده‌ای پنهان اما بسیار مخرب است که می‌تواند به‌صورت زنجیره‌ای به اجزای مختلف پمپ آسیب برساند. شناخت دقیق مکانیزم آن و توجه به علائم اولیه مانند صدا، لرزش و افت عملکرد، نقش کلیدی در پیشگیری از خرابی‌های جدی دارد. کنترل شرایط مکش، انتخاب صحیح پمپ و نگهداری اصولی، مهم‌ترین راهکارها برای جلوگیری از آسیب‌های ناشی از کاویتاسیون هستند.

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