첫째, 캐비테이션이란 무엇인가?
캐비테이션(cavitation)이란 금속 표면에 큰 압력과 높은 캐비테이션 빈도의 충격과 기포 속의 소량의 산소 및 기타 활성 가스의 전기화학적 부식으로 인해 임펠러 표면이 마치 해수면과 물고기 비늘이 손상된 것처럼 보이는 현상을 말한다.
둘째, 원심펌프 캐비테이션의 피해
원심 펌프의 캐비테이션은 원심 펌프의 일반적인 결함 중 하나입니다. 펌프 캐비테이션이 발생하면 유량 및 헤드 성능이 저하될 뿐만 아니라 상당히 높은 소음 및 진동을 보이며 심지어 펌프의 액체 흐름이 중단되어 정상적으로 작동하지 못하게 됩니다. 캐비테이션은 또한 펌프의 흐름 부분을 손상시키고 심지어 파이프라인 시스템에 영향을 미칩니다.
캐비테이션에는 원심 펌프 제품 품질 문제, 작업자의 부적절한 사용 등 여러 가지 이유가 있습니다. 제품은 공장을 떠나기 전에 여러 가지 품질 테스트 절차를 거치므로 인적 요소의 비중이 더 큽니다. 작업 상태에서 원심 펌프의 작업 환경과 작동 요소의 영향은 원심 펌프의 캐비테이션 비중의 대부분을 차지합니다.
셋째, 캐비테이션의 발생 과정과 원인은 무엇인가?
1. 캐비테이션의 과정
원심 펌프가 작동 중일 때 원심 펌프가 전달하는 액체 압력은 펌프의 액체가 임펠러 입구에서 입구로 떨어지면서 감소합니다. 블레이드 입구 근처의 액체 압력이 가장 낮은 지점에 도달하면 임펠러가 액체에 작업을 시작하고 액체 압력이 상승하기 시작합니다. 임펠러 블레이드 입구 근처의 최소 압력이 액체 수송 온도의 포화 증기 압력보다 낮으면 액체가 증발합니다. 동시에 액체에 용해된 가스도 빠져나가 거품을 형성합니다. 거품이 액체와 함께 덕트에서 더 높은 압력으로 흐르면 외부 액체 압력이 거품의 증발 압력보다 높으면 거품이 다시 응축되어 붕괴되어 구멍을 형성하고 주변 액체가 매우 빠른 속도로 구멍으로 돌진하여 액체가 서로 충돌하고 국부 압력이 갑자기 증가합니다. 이런 식으로 원심 펌프가 수송하는 액체의 정상적인 흐름이 방해받을 뿐만 아니라 그리고 이러한 기포가 임펠러 벽 근처에서 깨지면 액체는 원심 펌프의 내부 표면에 지속적으로 충격을 가합니다. 장기적 충격은 원심 펌프의 내부 벽에 구조적 손상과 박리를 일으킬 것입니다. 기포에 산소와 같은 일부 화학 가스가 도핑되면 이러한 가스는 기포가 응축될 때 방출되는 열을 사용합니다(국부 온도는 200~300도 C에 도달할 수 있음). 또한 열전대를 형성하여 전기 분해를 일으키고 전기 화학적 부식을 형성하며 금속 박리의 파괴 속도를 가속화합니다. 이와 같은 액체 증발, 응축, 충격, 고압, 고온, 고주파 충격 하중의 형성으로 인해 금속 재료의 기계적 박리와 원심 펌프 캐비테이션 현상이라고 하는 포괄적인 현상의 전기 화학적 부식 손상이 발생합니다. 캐비테이션이 발생하면 기계적 박리와 화학적 부식의 결합 작용으로 재료가 손상되고 소음과 진동이 발생합니다. 캐비테이션이 심각하게 발생하면 많은 수의 기포가 유로 단면을 막아 임펠러에서 유체가 얻는 에너지가 감소하고, 그 결과 펌프에서 액체가 중단되어 정상적으로 작동할 수 없습니다.
2. 캐비테이션의 원인은 무엇입니까?
한마디로: 캐비테이션은 펌프 휠 입구가 나중에 위치하거나 일반적으로 펌프의 가장 낮은 압력이 전달되는 매체의 포화 증기 압력보다 낮을 때 발생합니다.
기술적인 용어로 설명하자면, 펌프의 NPSHr이 장치의 NPSHa보다 클 때 캐비테이션이 발생합니다.
실제 작업에 구체적인 내용은 다음과 같습니다.
펌프 입구의 액체 가스 압력이 갑자기 떨어져 포화 온도에서의 압력에 도달하거나 그 이하로 떨어지고 액체가 증발합니다.
펌프의 입구가 공기 중으로 들어가거나 펌프의 입구 유량이 떨어집니다.
부적절한 조정 작업으로 인해 배출 유량이 급격히 감소했습니다.
펌프의 설치 높이가 부족합니다
유량이 낮으면 재순환 도어가 제때 열리지 않습니다.
탈기기, 응축기 및 탱크 수위가 너무 낮습니다.
넷째, 캐비테이션 치료 대책입니다.
예방 조치:
(1) 펌프 입구 직경과 임펠러 입구 직경을 적절히 늘리고 펌프 입구의 액체 유량을 줄이고 NPSHr을 줄입니다. 또는 이중 흡입 임펠러를 직접 사용합니다. 이중 흡입 임펠러는 두 개의 단일 흡입 임펠러의 입구 면적과 동일하기 때문에 동일한 흐름 조건에서 입구 유량을 두 배로 줄일 수 있습니다.
(2) 블레이드 헤드의 후면을 얇게 하여 입구 혼잡을 개선하고 NPSHr을 줄입니다. 또는 액체가 임펠러에 들어가기 전에 압력 에너지를 증가시키기 위해 유도 휠을 설치합니다.
(3) 펌프 선정시 기기의 캐비테이션 허용량이 낮거나 매체가 증발하기 쉬운 경우 펌프는 가능한 한 저속을 사용해야 합니다.
(4) 파이프라인 시스템을 설계할 때 펌프의 흡입 높이는 가능한 한 낮게 하고 조건이 허락하면 역류 관개를 사용합니다. 배관 시 흡입 파이프의 길이를 적절히 줄이고 흡입 파이프의 직경을 늘리고 흡입 도로에 불필요한 밸브 및 엘보의 수를 최소화하여 흡입 파이프의 파이프라인 손실을 줄입니다.
(5) 펌프는 캐비테이션에 가까운 상태에서 작동하는데, 예를 들어 밀도가 높은 항캐비테이션 재료(구리 합금, 스테인리스 스틸 등)를 사용하여 펌프 임펠러를 제조하면 임펠러의 수명을 연장할 수 있습니다. 예를 들어 압연 강판으로 용접한 임펠러는 주조 임펠러보다 캐비테이션 저항성이 강합니다. 임펠러는 에폭시 수지, 나일론, 폴리아민 등을 사용하여 비금속 코팅으로 코팅할 수도 있습니다.
(6) 기화가 쉬운 매체의 경우 수송액의 온도상승을 막기 위해 파이프라인의 보온 및 냉각을 잘 하여야 한다.
(7) 펌프에서 캐비테이션이 발생하여 펌프의 공정 조건을 변경할 수 없는 경우 펌프 입구에 노즐을 설치하여 펌프 출구 압력을 이용하여 고압 액체를 피드백함으로써 펌프 입구 압력을 증가시키고 캐비테이션 가능성을 줄일 수 있습니다.
(8) 펌프 작동 중 펌프 출구 밸브를 사용하여 합리적인 범위 내에서 유량을 제어해야 합니다. 캐비테이션은 펌프가 높은 유량으로 작동할 때 가장 많이 발생할 가능성이 높습니다. 흡입 라인 밸브는 작동 중 유량을 조절할 수 없습니다.
(9) 응축수 펌프 및 급수 펌프의 유량이 적은 경우 재순환 도어가 제때 열려 있는지 확인하십시오.
(10) 탈기기, 응축기, 물탱크의 수위를 높게 유지하고, 저수위로 설정하면 펌프 보호기능이 자동으로 정지됩니다.