ポンプキャビテーションを防ぐ：原因、症状、回避方法

ポンプからポッピング音がしたり、ビー玉を送っているような音がする場合、キャビテーションの問題があるかもしれません。ポンプキャビテーションは、過剰な騒音とエネルギー消費、さらにはポンプ自体への深刻な損傷など、ポンプシステムに多くの問題を引き起こします。

簡単に定義すると、キャビテーションは液体中に気泡や空洞が形成される現象で、インペラー周辺の比較的低圧領域で発生します。これらの気泡の崩壊や収縮により、ポンプ内部で激しい衝撃波が発生し、インペラーやポンプケーシングに重大な損傷を与えます。

放置すると、ポンプキャビテーションは以下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には2種類あります：吸込側キャビテーションと吐出側キャビテーション。

ポンプが低圧または高真空状態にあるとき、吸込側キャビテーションが発生します。ポンプが「飢餓状態」にあり、十分な流量を受けていない場合、インペラーのアイ部分に気泡や空洞が形成されます。気泡が吐出側に移動すると流体条件が変化し、気泡が液体に圧縮されてインペラーの面に対して収縮・崩壊します。

吸込側キャビテーションの犠牲となったインペラーは、大きな欠けや非常に小さな粒子が欠落し、スポンジのような外観になります。吸込側キャビテーションが存在する場合、インペラーのアイ周辺に損傷が現れます。

吸込側キャビテーションの主な原因：

ポンプの吐出圧力が極めて高いか、最高効率点（BEP）の10%未満で運転されているとき、吐出側キャビテーションが発生します。高い吐出圧力により流体がポンプから流出しにくくなり、ポンプ内部を循環します。液体がインペラーとハウジングの間を非常に高速で流れ、ハウジング壁に真空を生じさせ、気泡を形成します。

吸込側キャビテーションと同様、これらの気泡の収縮により激しい衝撃波が発生し、インペラーの先端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、吐出側キャビテーションはインペラーシャフトの破断を招くことがあります。

吐出側キャビテーションの主な原因：

ポンプでキャビテーションが発生した場合、以下をチェックして自分でトラブルシューティングしてください：

フィルターとストレーナーをチェック - 吸込側または吐出側の詰まりは、ポンプ内部の圧力バランスを崩す原因になります
ポンプ曲線を参照 - 圧力計や流量計を使用して、ポンプが曲線のどこで動作しているかを把握します。最高効率点で運転されていることを確認してください。ポンプを最高効率点から外れて運転すると、過剰な再循環だけでなく、過熱、ラジアル荷重、振動、高いシール温度、効率低下を招きます。
配管設計を再評価 - 液体がポンプに到達し、ポンプから離れる経路が、ポンプの運転条件に理想的であることを確認してください。吸込側に逆U字形の設計があると空気が溜まり、ポンプ直前に90度の曲がりがあるとポンプ内部で乱流が生じます。両方とも吸込問題とポンプキャビテーションの原因になります。

ポンプキャビテーションの検出と防止についてさらに詳しく知りたい場合は、「ポンプキャビテーションを検出・防止するテクノロジー」をご覧ください。

キャビテーションはポンプシステムで一般的な問題ですが、適切なポンプサイジング、配管設計、フィルターとストレーナーの管理により、ポンプとインペラーへの損傷を大幅に防止できます。

ゴーマンラップポンプはガラス面デモポンプを使用してグループにキャビテーションを訓練しています。実際の動作をご覧ください。

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