ポンプキャビテーションとは何ですか？どうすれば回避できますか？
飛び出るような音を出すポンプ、またはビー玉をポンピングするような音を出すポンプがありますか？その場合、キャビテーションの問題がある可能性があります。ポンプのキャビテーションは、ポンプ自体に深刻な損傷を与えることは言うまでもなく、過剰な騒音やエネルギー使用量など、ポンプシステムに多くの問題を引き起こす可能性があります。
ポンプキャビテーションとは何ですか？
簡単に定義すると、キャビテーションとは、インペラの周囲の比較的低圧の領域で発生する、液体中の気泡または空洞の形成です。これらの気泡の内破または崩壊は、ポンプ内で激しい衝撃波を引き起こし、インペラおよび/またはポンプハウジングに重大な損傷を引き起こします。
未処理のままにすると、ポンプのキャビテーションによって次のことが発生する可能性があります。
- ポンプハウジングの故障
- インペラの破壊
- 過度の振動-早期のシールとベアリングの故障につながる
- 必要以上の電力消費
- 流量および/または圧力の低下
ポンプのキャビテーションには、吸引と排出の2種類があります。
吸引キャビテーション
ポンプが低圧または高真空状態にある場合、吸引キャビテーションが発生します。ポンプが「飢えている」か、十分な流れを受けていない場合、インペラの目に気泡または空洞が形成されます。気泡がポンプの吐出側に持ち越されると、流体の状態が変化し、気泡が液体に圧縮されて、インペラの面に内破します。
吸引キャビテーションの犠牲になったインペラは、大きな塊または非常に小さな材料が欠けているため、スポンジのように見えます。吸引キャビテーションが存在する場合、インペラの損傷がインペラの目の周りに現れます。
吸引キャビテーションの考えられる原因：
- フィルターまたはストレーナーの詰まり
- パイプの詰まり
- ポンプがポンプ曲線上で右に移動しすぎています
- 不十分な配管設計
- 吸引条件が悪い（NPSH要件）
キャビテーションの排出
ポンプの吐出圧力が非常に高い場合、またはポンプの最高効率点（BEP）の10％未満で動作している場合、吐出キャビテーションが発生します。吐出圧力が高いと、ポンプからの流体の流出が困難になるため、ポンプ内を循環します。液体がインペラとハウジングの間を非常に高速で流れ、ハウジングの壁が真空になり、気泡が発生します。
吸引キャビテーションと同様に、これらの気泡の内破は強い衝撃波を引き起こし、インペラチップとポンプハウジングの早期摩耗を引き起こします。極端な場合、排出キャビテーションによりインペラシャフトが破損する可能性があります。
放電キャビテーションの考えられる原因：
- 排出側のパイプの詰まり
- フィルターまたはストレーナーの詰まり
- ポンプカーブの左に移動しすぎています
- 不十分な配管設計
キャビテーション防止
ポンプにキャビテーションが発生した場合は、次のことを確認して、問題のトラブルシューティングを自分で行ってください。
- フィルターとストレーナーを確認する -吸込側または吐出側の詰まりは、ポンプ内の圧力の不均衡を引き起こす可能性があります
- ポンプの曲線を参照 -圧力計や流量計を使用して、ポンプがカーブのどこで動作しているかを理解します。最高の効率ポイントで実行されていることを確認してください。ポンプを最高の効率ポイントから運転すると、過剰な再循環が発生するだけでなく、過剰な熱、半径方向の負荷、振動、高いシール温度、および効率の低下が予想されます。
- パイプの設計を再評価する -液体がポンプに出入りするためにたどる経路が、ポンプの動作条件にとって理想的であることを確認してください。吸込側の「U」が逆になっている設計では空気を閉じ込めることができますが、ポンプの直前に90°の設計ではポンプ内で乱流が発生する可能性があります。どちらも吸引の問題とポンプのキャビテーションを引き起こします。
ポンプのキャビテーションを検出および防止する方法の詳細については、投稿「ポンプのキャビテーションを検出および防止するためのテクノロジー」を確認してください。
キャビテーションはポンプシステムの一般的な問題ですが、適切なポンプのサイズ設定、パイプの設計、およびフィルターとストレーナーの手入れにより、ポンプとそのインペラーの損傷を大幅に回避できます。
Gorman Rupp Pumpsは、ガラス面のデモポンプを使用して、キャビテーションについてグループをトレーニングします。以下の動作をご覧ください。
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