So erkennen Sie Pumpenkavitation
Pumpen sind das Herzstück der meisten industriellen Prozesse und die zweithäufigste Maschine der Welt (nach dem Elektromotor). Da sie so verbreitet sind, werden Pumpen oft als potenzielle Quelle für eine verbesserte Produktivität oder als Ursache für übermäßige Kosten übersehen, wenn sie nicht ordnungsgemäß betrieben werden.
Wie bei jeder Maschine können einige Probleme auftreten. Ein häufiges Problem in Pumpsystemen ist Pumpenkavitation. Pumpenkavitation verursacht eine Reihe von Problemen, darunter übermäßige Geräusche, Vibrationen und Energieverbrauch, ganz zu schweigen von ernsthaften Schäden an der Pumpe selbst.
Was verursacht Pumpenkavitation?
Stellen Sie sich vor, Sie kneifen einen Wasserschlauch und das Wasser bewegt sich schneller heraus, aber es wird belüftet und verteilt. Das passiert bei Pumpenkavitation. Es ist ein physikalisches Phänomen, das auftritt, wenn der Druck der einströmenden Flüssigkeit niedriger als der Dampfdruck der Flüssigkeit wird. Eine Druckminderung wird typischerweise durch eine erhöhte Geschwindigkeit des Fluids verursacht. Wenn der Flüssigkeitsdruck auf der Hinterseite der Laufradschaufel (gegenüber dem Pumpeneinlass) unter den Verdampfungspunkt der Flüssigkeit fällt, beginnen sich Dampfblasen zu bilden. Wenn die Blasen/Hohlräume zur Druckseite der Pumpe wandern und sich in einen Hochdruckbereich bewegen, implodieren die Hohlräume. Das Implodieren oder Kollabieren dieser Blasen löst starke Stoßwellen im Inneren der Pumpe aus, die Schäden am Laufrad, Vibrationen und übermäßige Geräusche verursachen.
Diese Stoßwellen können mechanische Schäden am Laufrad und an der Pumpe verursachen, die mit der Zeit nur noch schlimmer werden und zu einem möglichen Ausfall der Pumpe führen. Faktoren, die den Kompressionsgrad für die Dampfblasen beeinflussen, sind die Geschwindigkeit und die Form des Laufrads.
Beim Umgang mit Flüssigkeiten höherer Temperatur erhöht sich das Risiko dieses Auftretens aufgrund des erhöhten Dampfdrucks.
Was ist der Unterschied zwischen totem Kopf und Kavitation?
Pumpenkavitation und Totkopf sind ähnliche Konzepte, aber weit davon entfernt, dasselbe zu sein.
Wenn eine Pumpe aufgrund eines geschlossenen Auslassventils oder einer Leitungsblockierung ohne Durchfluss durch die Pumpe arbeitet, ist ein Totkopf aufgetreten. Die Pumpe wälzt das gleiche Wasser um, wodurch die Wassertemperatur kontinuierlich ansteigt. Wenn die Pumpe zu lange im stromlosen Zustand weiterläuft, kann eine übermäßige Erwärmung teure Dichtungen beschädigen und die Lebensdauer der Pumpe verkürzen.
Ein Totgang in einer Kreiselpumpe kann aufgrund der Energie, die in die Flüssigkeit in der Pumpe eingebracht wird, zu Explosionen führen. Hydraulischer Überdruck und mögliche chemische Reaktionen in der Pumpe können auch durch Überdruck verursacht werden. Die gleichen Ergebnisse können durch längeres Trockenlaufen der Pumpe verursacht werden, was zu Kavitation führen kann.
Toter Kopf bedeutet, dass das Auslassventil geöffnet ist, sodass die Pumpe immer wieder dieselbe Flüssigkeit zirkuliert, was den Pumpenmotor beschädigen kann, da die Flüssigkeit zu heiß werden kann. Der Niederleistungsschutz erkennt diesen Zustand und löst aus, um den Motor zu schützen.
Kavitation ist insofern ähnlich, als der Niederleistungsschutz sie erkennt und auslöst und auch den Motor schützt. Dieser Zustand bedeutet jedoch, dass die Pumpe trocken läuft und keine Flüssigkeit zum Pumpen vorhanden ist. Auch das führt zu einer Überhitzung des Motors.
So erkennen Sie, ob eine Pumpe kaviert
Beachten Sie beim Umgang mit Pumpenkavitation, dass es Technologien und Techniken gibt, um Pumpenkavitation zu erkennen, zu überwachen und zu verhindern.
Kavitationsschäden können die Lebensdauer des Pumpenlaufrads, der Gleitringdichtungen, der Lager und möglicherweise anderer Pumpenkomponenten verkürzen. Mit anderen Worten, es wird die mittlere Ausfallzeit (MTBF) reduzieren, was die Wartungskosten und die Ausfallzeit der Pumpe erhöht.
Die gebräuchlichste Art, Pumpenkavitation zu erkennen, ist durch Geräusche oder Vibrationen. Dabei ist ein knisterndes Geräusch zu hören. Durch das Platzen der Dampfblasen kommt es zu einer erhöhten Vibration der Pumpe, die ebenfalls zu beobachten ist.
Andere Möglichkeiten zur Erkennung von Pumpenkavitation sind die Temperatur- oder Leistungserkennung am Außenbordmotor. Pumpenkavitation bedeutet, dass wenig bis gar keine Flüssigkeit gepumpt werden muss, während die Pumpe selbst weiterläuft. Das Trockenpumpen auf diese Weise mit aufgebautem Dampfdruck führt zu einer Überhitzung des Motors, wodurch die Lebensdauer des Motors verkürzt und möglicherweise das Laufrad und die Pumpe selbst beschädigt werden.
Alternativ würde der Außenbordmotor einer kavitierenden Pumpe ein Niedrigleistungsereignis erfahren.
Sobald ein Ereignis identifiziert wurde, ist es wichtig, die Ursache des Druckabfalls zu identifizieren und zu beheben. In den meisten Fällen lässt sich das Problem lösen, indem man die Saugverrohrung vereinfacht und so viele Bögen und Ventile wie möglich entfernt:
Bringen Sie die Pumpe näher an die Flüssigkeitsquelle.
Rohrleitungen reinigen und Verstopfungen beseitigen.
Erhöhen Sie den Durchmesser der Saugleitung, um die Einlassgeschwindigkeit zu verringern.
Eine routinemäßige Wartung kann durchgeführt werden, um ein zukünftiges Auftreten von Kavitation zu vermeiden. Die empfohlene Wartung umfasst die regelmäßige Überprüfung und Reinigung der Filter und Siebe, die in die Rohrleitungen führen.
Wie vermeidet die Überwachung Pumpenkavitation?
Die meisten Branchen verwenden große, hochkomplexe Pumpen. Der Ausfall dieser kritischen Pumpen könnte zu Ausfallkosten führen, die allein an Betriebskosten 200.000 US-Dollar pro Tag übersteigen, wobei die Kosten für den Austausch von Geräten aufgrund von Schäden nicht mitgezählt werden. Daher neigen Benutzer dazu, diese Pumpen genau zu überwachen. Da Kavitation eine Pumpe implodieren und ein großes Sicherheitsrisiko darstellen kann, suchen Anwender immer nach zuverlässigen Lösungen, die es ihnen ermöglichen, sie vorherzusagen und zu verhindern.
Da die Stoßwellen von den platzenden Dampfblasen andauern, steigt die Temperatur des Außenbordmotors an. Motormanagement-Relais überwachen und lösen basierend auf den Temperaturschwellenwerten aus. Der Schutz kann von der eingehenden Stromquelle, die den Motor speist, bis zur einzelnen Pumpe oder Last reichen. Motormanagement-Relais bieten ein hohes Maß an Überwachungsgenauigkeit und Leistungsschutz für das gesamte Stromversorgungssystem bei gleichzeitiger Maximierung der Betriebszeit.
Hören Sie immer auf Ben Franklin: „Eine Unze Prävention ist ein Pfund Heilung wert.“
Durch die Vermeidung von Kavitation erhöhen Benutzer die Effizienz und Lebensdauer der Pumpe. Denken Sie daran, dass Vorbeugung die Zeit wert ist. Nehmen Sie sich also die Zeit, ein gründliches Wartungsprogramm durchzuführen, und es wird die Benutzer auf lange Sicht retten.