Bir inşaat makinesindeki hidrolik pompa, teknisyen emme tarafından gelen çakıl benzeri sesi fark edene kadar yalnızca 480 saat hizmet verdi. Ünite açıldığında giriş alanı ve pompa kartuşunda derin çukurlar ve pürüzlü yüzeyler görüldü. Bu kavitasyondu, kusurlu bir parça değil. Kavitasyon, hidrolik sistemlerde erken pompa arızasının başlıca nedenidir ve onu tetikleyen koşulların anlaşılmasıyla neredeyse her zaman önlenebilir.
Kavitasyon, pompa girişindeki sıvı basıncı yağın buhar basıncının altına düştüğünde meydana gelir ve buhar kabarcıkları oluşturarak pompanın içindeki yüksek basınç bölgesine doğru itilirken şiddetli bir şekilde çöker. Çökme, metali aşındıran, titreşime neden olan ve sonunda pompanın tahrip olmasına yol açan lokal şok dalgaları üretir. için inşaat makineleri operatörler için bu, planlanmamış arıza süreleri ve maliyetli onarımlar anlamına gelir. Tek başına bir pompa kartuşunun değiştirilmesi yüzlerce dolara mal olabilir ve bir ekskavatör veya hidrolik presin arıza süresi daha da pahalı olabilir.
Kavitasyon Nedir ve Neden Pompaları Yok Eder?
Kavitasyon herhangi bir sıvı pompasında meydana gelen fiziksel bir süreçtir. Her hidrolik sıvının sıcaklıkla artan bir buhar basıncı vardır. Pompanın emme tarafındaki basınç bu buhar basıncının altına düştüğünde akışkan ortam sıcaklığında kaynamaya başlar ve mikroskobik kabarcıklar oluşturur. Bu kabarcıklar pompanın yüksek basınç bölgesine doğru ilerledikçe çevredeki sıvı tarafından çökertilir. Bu patlamalar metal yüzeylere karşı mikroskobik çekiçler gibi hareket ederek 1000 bar'ı aşabilen yerel basınçlara sahip şok dalgaları üretiyor.
Mevcut ve gerekli NPSH arasındaki marj, mühendislerin NPSH marjı dediği şeydir. Bu marjı sağlıklı tutmak, kavitasyonu önlemenin en önemli tasarım kuralıdır.
Bu işlemden kaynaklanan hasar kendine özgü bir görünüme sahiptir. Etkilenen alanlar, yani tipik olarak emme portu, kanat kartuşunun giriş kenarı veya pervane, çukurlaşır ve dokunulduğunda pürüzlü bir his verir. Ağır vakalarda metal tamamen kaybolur. Pompa kapasitesi düşer, gürültü artar ve pompanın tamamen tıkanma riski artar.
Pompalarda Kavitasyonun Başlıca Nedenleri
Nedenlerini anlamak, önlemeye yönelik ilk adımdır. İki genel kategori vardır: emme tarafındaki nedenler ve basma tarafındaki nedenler. Aşağıdaki tablo en yaygın olanları özetlemektedir.
| Kategori | Sebep | Pompa üzerindeki etkisi |
|---|---|---|
| Emme | NPSHa, NPSHr'den daha düşük | Girişte kabarcıklar oluşuyor |
| Emme | Tıkalı emme filtresi veya süzgeç | Basınç düşüşü ve akış açlığı |
| Emme | Emme line too long, too small, or too many bends | Aşırı basınç kaybı |
| Emme | Yüksek sıvı sıcaklığı | Buhar basıncı artar, kavitasyon daha kolay olur |
| Emme | Pompa yağ seviyesinin çok üstüne monte edilmiş | Girişte yetersiz kafa |
| Deşarj | Çıkış tıkalı, vana kapalı veya yüksek basınç ayarı | Deşarj cavitation |
| Deşarj | Nominal hızın ötesinde çalışma | İç basınç buhar basıncının altına düşer |
| Sistem | Emme hattına hava girişi | Kavitasyonu taklit eden gaz cepleri |
En yaygın kategori emme tarafı kavitasyonudur. Pompa yeterli miktarda sıvı çekemediğinde meydana gelir. Filtre elemanı en sık rastlanan suçludur: filtre tıkandıkça, üzerindeki basınç farkı artar ve pompa girişindeki basınç buhar basıncının altına düşer. Az miktarda kirliliğe sahip bir filtre bile buna neden olabilir.
İkinci yaygın neden ise emme hattının kendisidir. Hat, pompa üreticisinin tavsiyesinden daha darsa veya çok fazla dirsek ve bağlantı parçası varsa, emme hattındaki akışkanın hızı artar ve yerel basınç düşer. Pompa rezervuarın çok üstüne monte edildiğinde de aynı durum olur: emme yüksekliği, sıvının güvenli bir şekilde sağlayabileceği seviyeyi aşar.
Sıvı sıcaklığı, operatörlerin sıklıkla gözden kaçırdığı gizli bir nedendir. Çoğu hidrolik yağın buhar basıncı 60°C'nin üzerinde önemli ölçüde artar. Bir sistem 70°C'de düşük yağ seviyesiyle veya kısmen tıkanmış bir filtreyle çalışıyorsa, tasarım aşamasında NPSH hesaplamaları iyi görünse bile kavitasyon başlayabilir.
Deşarj tarafındaki kavitasyon daha az yaygındır ancak yine de ciddidir. Çıkış hattı tıkalıysa, vana yalnızca kısmen açıksa veya basınç tahliye ayar noktası pompanın nominal kapasitesinin üzerine çıkarsa, pompalama elemanlarındaki basınç buhar basıncının altına düşebilir. Pistonlu pompalarda ve kanatlı pompalar bu durum aynı şekilde aynı gürültüyü ve hasarı üretir.
Sızıntı yapan bir emme hattından hava sürüklenmesi de gerçek kavitasyonun semptomlarını taklit edebilir. Pompa havayı emdiğinde gaz cepleri benzer bir sesle çöker ve benzer erozyona neden olur. Aradaki fark, temel nedenin buhar basıncı değil hava olmasıdır. Tüm emme hattı bağlantılarının incelenmesi ve sıkılması birçok yanlış alarmı önleyen basit bir adımdır.
Pompa Arızasından Önce Kavitasyonun Tespit Edilmesi
Kavitasyon net uyarılar verir. En güvenilir olanı sağlamdır: iş yükü arttıkça daha da kötüleşen sabit bir "kavanozdaki bilyeler" veya çakıl benzeri çıngırak. Titreşim ikinci işarettir. 1.800 dev/dk'da sorunsuz çalışan ancak 2.200 dev/dk'da sertleşen bir pompa, size girişin kısıtlandığını söylüyor.
Performans değişiklikleri de yaygındır. Akış kademeli olarak düşer ve aşağı akış tarafındaki hidrolik silindir veya motor, sistemin yeni olduğu zamana göre daha yavaş hareket eder. Pompa çıkışındaki basınç değerleri dalgalanıyor ve yağ haznede köpürüyor.
Servis aralığı sırasında pompayı açtığınızda pompa kartuşunu inceleyin. İç kanat seti genellikle hasar gösteren ilk parçadır. Çukurlu kanat uçları, port plakasındaki çentikler ve emme portundaki pürüzlü yüzeylerin tümü kavitasyonun meydana geldiğinin göstergeleridir. İyi haber şu ki, kartuş değiştirilebilir bir bileşendir. T6/T7 tarzı bir pompada kartuş, pompa gövdesini değiştirmeden değiştirilebilir, bu da onarım maliyetini azaltır.
T6/T7 Kartuş Çift Dudaklı Bıçak Yapısı T serisi, çift dudaklı bir bıçak yapısını benimser ve çift dudaklar, bıçakların stator üzerindeki etkisini azaltmak için dönüşümlü olarak statorla temas eder. T serisi pompa çekirdek yağı... Ürünü Görüntüle → Gerçek Hidrolik Sistemlerde Kavitasyon Nasıl Önlenir?
Önlemeye üç düzeyde yaklaşılabilir: sistem tasarımı, çalışma alışkanlıkları ve bakım.
Sistem tasarımı ipuçları
- NPSHa'yı en kötü durum koşulu altında hesaplayın: yüksek yağ sıcaklığı, kirlenmiş filtre ve rezervuardaki en düşük yağ seviyesi. Pompanın gerekli NPSHr değerinin en az %15-20 üzerinde bir marj bırakın.
- Emme hattını mümkün olduğunca kısa ve düz tutun. Hidrolik pompa için emme hattındaki akışkan hızı 1,2 m/s'yi geçmemelidir. Gerekirse daha büyük bir boru kullanın.
- Emme tarafındaki bağlantı elemanlarını, dirsekleri ve valfleri en aza indirin. Her ekstra bağlantı bir basınç düşüşüne neden olur.
- Mümkünse emme filtresi yerine dönüş hattı filtresi kullanın. Emme filtresi kaçınılmazsa, düşük diferansiyel basınçlı ve geniş bypasslı olanı seçin.
- Rezervuarda, pompa girişini kaplayan bir sıvı seviyesini koruyun. Yağın dönmesini ve pompaya hava çekmesini önlemek için bir saptırma plakası kullanın.
- Mevcut NPSH'ye uygun NPSHr'ye sahip bir pompa seçin. V serisindeki kanatlı pompa, kompakt kartuşlu ve sessiz çalışacak şekilde tasarlanmıştır; bu da onu emmeye duyarlı sistemlere daha uygun hale getirir.
V Serisi Düşük Gürültülü Tek Pompa V serisi düşük gürültülü kanatlı içi pompa, takım tezgahı endüstrisiyle buluşuyor. Bu pompalar yüksek basınca sahiptir. Büyük kapasite, kompakt boyut, düşük gürültü seviyesi ve daha uzun hizmet süresiyle... Ürünü Görüntüle → Çalışma alışkanlıkları
- Pompayı üreticinin hız aralığı dahilinde çalıştırın. Çoğu kanatlı pompa 1.200 ila 2.500 rpm arasında derecelendirilmiştir. Bir pompayı sürekli olarak 3.000 rpm'ye itmek, emme hattı iyi görünse bile kavitasyona davetiye çıkarır.
- Sıvı sıcaklığını 40-60°C aralığında tutun. Makine sürekli çalıştığında bir ısı eşanjörü kullanın.
- Tahliye vanasını pompa üreticisinin maksimum basıncının üzerine ayarlamayın. Basınç ayar noktası, pompanın teorik limitiyle değil, sistem tasarımıyla eşleşmelidir.
- Değişken yüklü yüksek basınçlı uygulamalar için A10VSO serisi gibi bir pistonlu pompa, sağlam bir tasarım ve iyi yüksek basınç toleransları sunar.
A10VSO 31 Serisi Pistonlu Pompa Ürün Açıklaması: Ürünü Görüntüle → Bakım ipuçları
- Emme filtrelerini gösterge alarm verdiğinde değil, zamanında değiştirin. %80 tıkanmış bir filtre, dönüş hattında yine de yeterli basınç üretebilir ancak emme tarafındaki basınç düşüşü, pompa girişini bozacak kadar yüksek olabilir.
- Her planlı servis sırasında pompa kartuşunu kontrol edin. Kanat uçlarında aşınma veya çukurlaşma görülüyorsa bu erken bir sinyaldir.
- Yağ sıcaklığını ve kirliliğini izleyin. Yüksek sıcaklık ve kir öldürücü bir kombinasyondur.
Sonuç olarak
Kavitasyon, kötü tasarlanmış, yanlış çalıştırılmış veya bakımı kötü yapılmış bir hidrolik sistemin belirtisidir. Çoğu zaman pompanın kendisi kurbandır, sebep değil. Giriş koşullarını düzeltin, yağı serin ve temiz tutun ve NPSH gereksinimi gerçek sistemle eşleşen bir pompa seçin. Bu, kavitasyon hasarını ortadan kaldırmanın ve hidrolik ekipmanı hizmette tutmanın en basit yoludur.
