Apa itu Kavitasi? Bagaimana cara meningkatkan tindakan anti-kavitasi?

 

• Apa itu kavitasi?

Kavitasi merupakan kondisi merugikan yang sering terjadi pada unit pompa sentrifugal. Kavitasi dapat mengurangi efisiensi pompa, menyebabkan getaran dan kebisingan, serta menyebabkan kerusakan parah pada impeler pompa, rumah pompa, poros, dan bagian internal lainnya. Kavitasi terjadi ketika tekanan fluida di dalam pompa turun di bawah tekanan penguapan, menyebabkan terbentuknya gelembung uap di area bertekanan rendah. Gelembung uap ini dapat pecah atau “meledak” dengan hebat saat memasuki area bertekanan tinggi. Hal ini dapat menyebabkan kerusakan mekanis di dalam pompa, menimbulkan titik lemah yang rentan terhadap erosi dan korosi, serta mengganggu kinerja pompa.

 

Memahami dan menerapkan strategi untuk mengurangi kavitasi sangat penting untuk menjaga integritas operasional dan masa pakai pompa sentrifugal.

 

• Jenis Kavitasi pada Pompa Sentrifugal

 

1. Kavitasi penguapan.Juga dikenal sebagai "kavitasi klasik" atau "kavitasi kepala hisap positif bersih (NPSHa)", ini adalah jenis kavitasi yang paling umum. Pompa sentrifugal meningkatkan kecepatan fluida saat melewati lubang hisap impeler. Peningkatan kecepatan setara dengan penurunan tekanan fluida. Penurunan tekanan dapat menyebabkan sebagian cairan mendidih (menguap) dan membentuk gelembung uap, yang kemudian pecah dengan hebat dan menghasilkan gelombang kejut kecil ketika mencapai area bertekanan tinggi.

 

2. Kavitasi turbulen.Komponen seperti siku, katup, dan filter dalam sistem perpipaan mungkin tidak sesuai dengan jumlah atau sifat cairan yang dipompa, yang dapat menimbulkan pusaran, turbulensi, dan perbedaan tekanan di seluruh cairan. Jika fenomena ini terjadi pada saluran masuk pompa, maka dapat langsung mengikis bagian dalam pompa atau menyebabkan cairan menguap.

 

3. Kavitasi sindrom pisau.Juga dikenal sebagai "blade pass syndrome", jenis kavitasi ini terjadi ketika diameter impeler terlalu besar atau lapisan dalam selubung pompa terlalu tebal/diameter dalam selubung pompa terlalu kecil. Salah satu atau kedua kondisi ini akan mengurangi ruang (kebebasan) di dalam selubung pompa hingga di bawah tingkat yang dapat diterima. Berkurangnya jarak bebas di dalam rumah pompa menyebabkan peningkatan kecepatan fluida, yang mengakibatkan penurunan tekanan. Penurunan tekanan dapat menyebabkan fluida menguap sehingga menimbulkan gelembung kavitasi.

 

4. Kavitasi Resirkulasi Internal.Ketika pompa tidak mampu mengeluarkan cairan pada laju aliran yang diperlukan, hal ini menyebabkan sebagian atau seluruh cairan bersirkulasi ulang di sekitar impeler. Fluida yang disirkulasikan melewati daerah bertekanan rendah dan tinggi, menghasilkan panas, kecepatan tinggi, dan membentuk gelembung penguapan. Penyebab umum resirkulasi internal adalah menjalankan pompa dengan katup keluar pompa tertutup (atau pada laju aliran rendah - Catatan Salon Pompa 1).

 

5. Kavitasi Masuknya Udara.Udara dapat masuk ke dalam pompa melalui katup yang rusak atau fitting yang longgar. Begitu berada di dalam pompa, udara bergerak bersama fluida. Pergerakan fluida dan udara tersebut dapat membentuk gelembung-gelembung yang “meledak” bila terkena peningkatan tekanan impeler pompa.

 

• Apa bahaya kavitasi?

 

1. Korosi komponen aliran:

(1) Karena dampak frekuensi tinggi (600~25000HZ) yang dihasilkan saat gelembung pecah, tekanannya mencapai 49Mpa, menyebabkan erosi mekanis pada permukaan logam.

 

(2) Karena panas dilepaskan selama penguapan dan hidrolisis terjadi karena perbedaan suhu efek baterai, oksigen yang dihasilkan mengoksidasi logam dan menyebabkan korosi kimia.

 

2. Kinerja pompa menurun:

Ketika kavitasi pompa terjadi, pertukaran energi pada impeler terganggu dan hancur, dan karakteristik eksternal diwujudkan dalam bentuk penurunan kurva QH, QP, dan Qn. Dalam kasus yang parah, aliran di dalam pompa akan terganggu dan tidak berfungsi.

 

Untuk kecepatan spesifik rendah, karena saluran aliran antar bilah sempit dan panjang, setelah terjadi kavitasi, gelembung memenuhi seluruh saluran aliran dan kurva kinerja akan turun secara tiba-tiba.

 

Untuk kecepatan spesifik sedang dan tinggi, saluran alirannya pendek dan lebar, sehingga diperlukan proses transisi agar gelembung-gelembung berkembang dari muncul hingga memenuhi seluruh saluran aliran. Kurva kinerja yang sesuai mulai menurun secara perlahan, dan kemudian turun tajam ketika meningkat hingga laju aliran tertentu.

 

• Langkah-langkah untuk meningkatkan anti-kavitasi

 

1. Langkah-langkah untuk meningkatkan kinerja anti kavitasi pompa sentrifugal:

(1) Memperbaiki desain struktur dari lubang hisap pompa ke impeler. Tingkatkan area aliran; meningkatkan radius kelengkungan bagian saluran masuk penutup impeler untuk mengurangi percepatan cepat dan penurunan tekanan aliran cairan; mengurangi ketebalan saluran masuk sudu dengan tepat dan membulatkan saluran masuk sudu agar mendekati bentuk arus, yang juga dapat mengurangi percepatan dan penurunan tekanan aliran di sekitar kepala sudu; memperbaiki permukaan akhir impeler dan saluran masuk sudu untuk mengurangi hilangnya resistensi; rentangkan tepi saluran masuk sudu ke saluran masuk impeler sehingga aliran cairan menerima kerja terlebih dahulu dan meningkatkan tekanan.

 

(2) Induser depan digunakan untuk membuat aliran cairan bekerja terlebih dahulu di induser depan untuk meningkatkan tekanan aliran cairan.

 

(3) Dengan menggunakan impeller hisap ganda, aliran cairan masuk ke impeller dari kedua sisi impeller secara bersamaan, sehingga penampang saluran masuk menjadi dua kali lipat dan laju aliran saluran masuk dapat dikurangi setengahnya.

 

(4) Kondisi kerja desain mengadopsi sudut serang positif yang sedikit lebih besar untuk meningkatkan sudut masuk sudu, mengurangi pembengkokan pada saluran masuk sudu, mengurangi penyumbatan sudu, dan meningkatkan area masuk; memperbaiki kondisi kerja di bawah aliran besar untuk mengurangi kehilangan aliran. Namun, sudut serang positif tidak boleh terlalu besar, jika tidak maka akan mempengaruhi efisiensi.

 

(5) Gunakan bahan yang tahan kavitasi. Praktek menunjukkan bahwa semakin tinggi kekuatan, kekerasan, dan ketangguhan material, semakin baik stabilitas kimianya, dan semakin kuat kinerja tahan kavitasi.

 

2. Langkah-langkah untuk meningkatkan margin kavitasi efektif perangkat saluran masuk cairan:

(1) Tingkatkan tekanan permukaan cairan di tangki penyimpanan cairan di depan pompa untuk meningkatkan margin kavitasi efektif.

 

(2) Kurangi ketinggian pemasangan pompa alat hisap.

 

(3) Ganti alat penghisap ke atas menjadi alat irigasi terbalik.

 

(4) Mengurangi kehilangan aliran dalam pipa sebelum pompa, seperti memperpendek pipa sebanyak mungkin dalam kisaran yang diperlukan, mengurangi laju aliran dalam pipa, mengurangi jumlah siku dan katup, dan meningkatkan bukaan katup sesuai kebutuhan. sebanyak mungkin.

 

(5) Kurangi suhu media kerja di saluran masuk pompa (bila media pengangkut mendekati suhu saturasi).

 

Langkah-langkah di atas dapat diterapkan dengan tepat setelah dilakukan analisis komprehensif berdasarkan jenis pompa, pemilihan material, dan kondisi lokasi penggunaan pompa.