10. Cavitatie
Bij het binnenstromen van de vloeistof in de waaieropening ontstaat er onderdruk, die veroorzaakt wordt door de centrifugale kracht van de waaier.
Als lokaal in de pomp een gebied bestaat waar de statische druk lager is dan de dampdruk van de vloeistof, ontstaan er dampbellen. Dit ontstaan van dampbellen wordt cavitatie genoemd. In het geval dat een pomp zijn vloeistof te moeilijk aangevoerd krijgt, ontstaat er een onderdruk of zelfs een vacuüm, waardoor er dampbellen ontstaan bij de inlaat van het pomphuis. Terwijl de dampbellen groeien, worden ze meegevoerd met de vloeistofstroom tot een gebied in de pomp waar een hogere druk heerst, waar de dampbellen imploderen. Dit verschijnsel veroorzaakt trillingen en schokgolven in de pomp en gaat gepaard met zeer grote krachten in een kort tijdsbestek, wat bovendien een klein oppervlak bestrijkt.
Dit is hoorbaar als een snerpend krakend geluid, wat soms omschreven wordt als “knikkers die in het pomphuis ronddraaien”. Elke keer als er een dampbel implodeert, tegen het pomphuis of de waaier, neemt hij hier een stukje materiaal van mee.
Hoe ruwer het oppervlak wordt, hoe groter de schade die ontstaat.
10.1 Links op de foto zijn de cavitatiebellen zichtbaar, rechts de schade die door de implosies veroorzaakt worden.
Door cavitatie kan de centrifugaalpomp een groot deel van het materiaal van de waaier en/of het pomphuis kwijtraken. Niet alle materialen zijn even gevoelig voor cavitatie. Zo zal aluminium eerder aangetast raken dan staal.
Ook de lagers van een pomp worden door het optreden van de trillingen extra belast, waardoor de levensduur van de pomp sterk terugloopt. Op den duur zullen alle materialen door cavitatie in meer of mindere mate aangetast worden. Afgezien van de schade die aan de pomp veroorzaakt wordt, is het rendement van de pomp veel lager.
Het caviteren gaat gepaard met een ratelend geluid, meestal wat harder dan het geluid van lucht in de pomp. Om snel te kunnen vaststellen of het ratelende geluid veroorzaakt wordt door cavitatie, kan een van de volgende handelingen verricht worden:
– Knijp eerst de persafsluiter. Het geluid moet nu minder worden, omdat een pomp niet kan caviteren als hij geen water verplaatst.
– Sluit vervolgens de zuigleiding geheel of gedeeltelijk af. Het geluid wordt nu erger, omdat de pomp zijn water nog moeilijker aan kan zuigen.
De druk (voordruk) waarmee het water naar de pomp stroomt en de temperatuur van het water zijn bepalend voor cavitatie. Cavitatie zal eerder optreden bij een lagere voordruk en/of een hogere vloeistoftemperatuur.
10.2 Schade aan een waaier veroorzaakt door cavitatie.
Cavitatie kunnen we verhelpen door:
– te kiezen voor een ruimere leidingdiameter en het beperken van het aantal bochten en knieën. Hierdoor worden de zuigverliezen in de zuigleiding verlaagd.
– beperking van de capaciteit, zodat de pomp in zijn werkgebied gaat opereren. Dit kan door het verhogen van de leidingweerstand in de persleiding of het reduceren van de capaciteit door middel van een regelkraan.
– te kiezen voor een pomp met een lagere NPSHr (required/gevraagde NPSH).