キャビテーションは、遠心ポンプで一般的な問題です。ポンプから異常な音が聞こえると、キャビテーションが原因である可能性があります。しかし、キャビテーションは正確には何ですか、そしてそれをどのように防ぐことができますか？調べるために読んでください。
キャビテーション（蒸気腐食とも呼ばれる）は、液体と固体表面の間の高速相対運動中に、液体の蒸気圧の下に局所的な圧力が低下し、崩壊して材料に表面損傷を引き起こす泡を形成する現象を指します。泡が液体と高圧領域に移動して崩壊すると、数万のpsiと高温の瞬間的な衝撃力を生成し、金属表面の疲労、ポックマーク、ピット、またはスポンジのような損傷の形成につながります。この現象は、一般に、ウォーターポンプ、タービン、プロペラなどのフロースルーコンポーネントで発生します。機器の効率を低下させるだけでなく、機械的衝撃や電気化学的腐食などの複数の要因を伴う振動、騒音、材料の故障を引き起こします。
これは、最も頻繁に言及され、簡単に理解される原因です。ポンプの吸引端での圧力が液体の飽和蒸気圧よりも低い場合、液体は急速に蒸発して泡を形成します。多くのエンジニアは、標準条件下でのNPSH値のみに焦点を当て、実際の動作中の温度変動や液体組成の変化などの動的な要因を無視します。フロー速度の変化やパイプライン抵抗などの要因を考慮して、予測の精度を改善するために、選択段階で動的NPSH評価モデルを導入することをお勧めします。
全体的な吸引条件が良好であっても、設計ポイントから逸脱する不適切なインペラーの設計または操作は、ローカルの低圧ゾーンを作成する可能性があります。ブレードの角度、フロントカバーの形状、および表面粗さでさえ、これらの低圧ゾーンの位置と強度に大きな影響を与える可能性があり、それによりキャビテーションが引き起こされます。
ポンプが低流量で動作する場合、または吸引パイプラインのシーリングが不十分な場合、液体または逆流にガスを伴う場合があり、キャビテーションのリスクが高まります。
ポンプを選択するとき、システムが利用可能な正味陽性吸引ヘッド（NPSHA）がポンプの必要な正味陽性吸引ヘッド（NPSHR）よりも大きいことを確認することが不可欠です。これは、キャビテーションを防ぐための最も基本的で重要な要件です。
ポンプの内部フローパス設計を最適化することにより、ローカルの低圧ゾーンの形成を減らし、キャビテーションのリスクを最小限に抑えます。
キャビテーションを起こしやすい作業環境の場合は、インペラなどの主要なポンプコンポーネントを製造するための高キャビテーション耐性材料を選択してください。
実際には、非理想的な条件下でのポンプの動作を完全に回避することはしばしば困難です。したがって、効果的な監視システムを確立して、ポンプの作業状況をリアルタイムで監視し、実際の条件に基づいて迅速に動作パラメーターを調整することが不可欠です。これは、タイムリーにキャビテーションにつながる可能性のある動作条件を特定して修正するのに役立ちます。
適切なパイプラインレイアウト、不必要なベンドの回避、過度に長いインレットパイプなどの優れた設置慣行は、キャビテーションを減らすために重要です。一方、定期的なメンテナンスは、潜在的な問題をタイムリーに検出するだけでなく、クリーニング、摩耗したコンポーネントの交換など、ポンプの最適なパフォーマンスを維持できます。
高温温水システム
問題：105°Cの温水ポンプでの頻繁なキャビテーション。
解決策：事前圧力化されたポンプを取り付けて、システムのNPSHAを3メートルから6メートルに増やします。この方法により、ポンプに入る液体圧が効果的に増加し、ポンプインレットでの液体蒸発と気泡形成のリスクが減少します。
揮発性液体輸送
問題：液化石油ガス（LPG）ポンプのインペラは、3か月以内にキャビテーションによって損傷を受けました。
レトロフィットソリューション：インデューサー設計を採用します。ポンプの設計を最適化することにより、特に液体がインペラに入る前に圧力分布を改善するためのインデューサーを導入することにより、NPSHRは4.2メートルから2.8メートルに減少しました。このアプローチは、キャビテーションの可能性を減らし、機器サービス寿命を延長します。
大規模な水保護区プロジェクト
問題：水摂取ポンプステーションの重度のキャビテーションノイズ（95dB）。
最適化測定：ドライブモーターを6極から8極モーターに変更して、回転速度を980rpmから735rpmに減らします。速度を下げると、ポンプ内の流体の速度勾配が低下すると、局所的な低圧ゾーンの形成とキャビテーションを緩和することができます。さらに、速度が低いと、機械的成分間の摩耗や裂傷が減少し、キャビテーションによって引き起こされる振動とノイズを緩和するのに役立ちます。
定期的な監視：振動、騒音、性能テストによるキャビテーションの初期兆候を検出します。
操作の最適化：高効率ゾーン内でポンプを実行し続け、低流量または高負荷操作を避けてください。
材料のアップグレード：キャビテーション耐性材料（ステンレス鋼や二重鋼など）を使用し、必要に応じて表面強化処理を実行します。
洗浄と腐食防止：スケーリングと腐食がキャビテーション抵抗を減らすのを防ぐために、インペラと流れの経路を定期的に清掃します。
システムの改善：吸引パイプラインレイアウトを最適化し、必要に応じてバッファータンクまたはフロー安定剤を取り付けます。
メンテナンス中にポンプ機器の効率的かつ安定した動作を確保するには、キャビテーションを防ぐことが重要です。効果的なキャビテーション損傷防止は、振動と騒音の定期的な監視、動作条件の最適化、キャビテーション耐性材料の選択、システムの清潔さの維持、およびシステム設計の改善によって達成できます。業界の大手ポンプソリューションプロバイダーとして、テフィコは高品質で高性能製品の提供に取り組んでいます。当社の製品は、さまざまな労働条件の下で優れたパフォーマンスを確保するために厳しいテストを受け、競争力のある価格と優れたサービスで幅広い信頼を獲得しています。 Teffikoを選択すると、プロのチームと心配のないアフターセールス保護からサポートが届きます。
