La cavitación es un problema común en las bombas centrífugas. Si escucha ruidos inusuales de una bomba, la cavitación es probablemente la causa. Pero, ¿qué es exactamente la cavitación y cómo se puede prevenir? Sigue leyendo para averiguarlo.
La cavitación (también conocida como corrosión de vapor) se refiere al fenómeno donde, durante el movimiento relativo de alta velocidad entre una superficie líquida y una superficie sólida, la presión local cae por debajo de la presión de vapor del líquido, formando burbujas que colapsan y causan daños en la superficie a los materiales. Cuando las burbujas se mueven con el líquido a áreas de alta presión y colapsan, generan fuerzas de impacto instantáneas de decenas de miles de PSI y altas temperaturas, lo que lleva a la fatiga de la superficie del metal, la formación de marcas de pinzas, pozos o incluso daños simples. Este fenómeno ocurre comúnmente en componentes de flujo, como bombas de agua, turbinas y hélices. No solo reduce la eficiencia del equipo, sino que también desencadena vibraciones, ruido y falla del material, que involucra múltiples factores como el impacto mecánico y la corrosión electroquímica.
Esta es la causa más frecuentemente mencionada y fácil de entender. Cuando la presión en el extremo de succión de la bomba es menor que la presión de vapor de saturación del líquido, el líquido se vaporiza rápidamente para formar burbujas. Muchos ingenieros solo se centran en el valor de NPSH en condiciones estándar, al tiempo que ignoran los factores dinámicos como las fluctuaciones de temperatura y los cambios de composición líquida durante la operación real. Se recomienda introducir un modelo de evaluación NPSH dinámico durante la fase de selección, considerando factores como los cambios en la velocidad del flujo y la resistencia de la tubería para mejorar la precisión de la predicción.
Incluso con buenas condiciones generales de succión, el diseño inadecuado del impulsor u operación que se desvía desde el punto de diseño puede crear zonas locales de baja presión. Los ángulos de la cuchilla, la forma de la cubierta delantera e incluso la rugosidad de la superficie pueden afectar significativamente la ubicación y la intensidad de estas zonas de baja presión, lo que desencadena la cavitación.
Cuando la bomba opera a bajas tasas de flujo o cuando la tubería de succión tiene un sellado deficiente, puede provocar el arrastre de gas en el líquido o el flujo de retorno, lo que aumenta el riesgo de cavitación.
Al seleccionar una bomba, es esencial asegurarse de que el cabezal de succión positivo neto disponible del sistema (NPSHA) sea mayor que el cabezal de succión positivo neto requerido de la bomba (NPSHR). Este es el requisito más fundamental y crítico para prevenir la cavitación.
Reduzca la formación de zonas locales de baja presión mediante la optimización del diseño de la ruta de flujo interno de la bomba, minimizando así el riesgo de cavitación.
Para los entornos de trabajo propensos a la cavitación, elija materiales resistentes a la altura de las ganaciones para la fabricación de componentes de la bomba clave, como los impulsores.
En la práctica, a menudo es difícil evitar completamente la operación de la bomba en condiciones no ideales. Por lo tanto, es esencial establecer un sistema de monitoreo efectivo para monitorear en tiempo real el estado de trabajo de la bomba y ajustar los parámetros operativos de inmediato en función de las condiciones reales es esencial. Esto ayuda a identificar y corregir condiciones de funcionamiento que pueden conducir a la cavitación de manera oportuna.
Las buenas prácticas de instalación, incluido el diseño adecuado de la tubería, evitan las curvas innecesarias y las tuberías de entrada excesivamente largas, son cruciales para reducir la cavitación. Mientras tanto, el mantenimiento regular no solo puede detectar problemas potenciales de manera oportuna, sino también mantener el rendimiento óptimo de la bomba mediante la limpieza, reemplazo de componentes desgastados, etc.
Sistema de agua caliente a alta temperatura
Problema: Cavitación frecuente en una bomba de agua caliente de 105 ° C.
Solución: instale una bomba prepresurada para aumentar la NPSHA del sistema de 3 metros a 6 metros. Este método aumenta efectivamente la presión del líquido que ingresa a la bomba, reduciendo el riesgo de vaporización líquida y formación de burbujas en la entrada de la bomba.
Transporte líquido volátil
Problema: El impulsor de una bomba de gas de petróleo licuado (GLP) fue dañada por la cavitación dentro de los 3 meses.
Solución de modernización: adoptar un diseño inductor. Al optimizar el diseño de la bomba, especialmente introducir un inductor para mejorar la distribución de presión antes de que el líquido ingrese al impulsor, el NPSHR se redujo de 4.2 metros a 2.8 metros. Este enfoque reduce la probabilidad de cavitación y extiende la vida útil del servicio de equipos.
Proyecto de conservación de agua grande
Problema: ruido de cavitación severo (95dB) en una estación de bomba de admisión de agua.
Medida de optimización: cambie el motor de accionamiento de un polvo de 6 a un motor de 8 polos, reduciendo la velocidad de rotación de 980 rpm a 735 rpm. Bajar la velocidad puede reducir el gradiente de velocidad del fluido dentro de la bomba, minimizando así la formación de zonas locales de baja presión y aliviando la cavitación. Además, las velocidades más bajas ayudan a reducir el desgaste entre los componentes mecánicos y mitigar las vibraciones y el ruido causados por la cavitación.
Monitoreo regular: detectar signos tempranos de cavitación a través de la vibración, el ruido y las pruebas de rendimiento.
Optimización de operación: mantenga la bomba en funcionamiento dentro de la zona de alta eficiencia y evite la operación prolongada de bajo flujo o alta carga.
Actualizaciones de materiales: use materiales resistentes a la cavitación (como acero inoxidable o acero dúplex) y realice tratamientos de fortalecimiento de la superficie cuando sea necesario.
Limpieza y prevención de corrosión: limpie regularmente el impulsor y las rutas de flujo para evitar que la escala y la corrosión reduzcan la resistencia de la cavitación.
Mejora del sistema: optimice el diseño de la tubería de succión e instale tanques de búfer o estabilizadores de flujo cuando sea necesario.
La prevención de la cavitación es crucial para garantizar el funcionamiento eficiente y estable de los equipos de la bomba durante el mantenimiento. La prevención efectiva de daños por cavitación se puede lograr mediante el monitoreo regular de las vibraciones y el ruido, la optimización de las condiciones de funcionamiento, la selección de materiales resistentes a la cavitación, el mantenimiento de la limpieza del sistema y la mejora del diseño del sistema. Como proveedor líder de soluciones de bomba en la industria, Teffiko se compromete a ofrecer productos de alta calidad y alto rendimiento. Nuestros productos se someten a pruebas rigurosas para garantizar un excelente rendimiento en diversas condiciones de trabajo y han ganado una amplia confianza con los precios competitivos y los servicios superiores. Elija Teffiko, y recibirá el apoyo de un equipo profesional y protección postventa sin preocupaciones.
