Pumpenkavitation verhindern: Ursachen, Symptome und Vermeidung

Haben Sie eine Pumpe, die knallende Geräusche macht oder klingt, als würde sie Murmeln pumpen? Dann haben Sie möglicherweise ein Kavitationsproblem. Pumpenkavitation kann zahlreiche Probleme für Ihr Pumpensystem verursachen: übermäßigen Lärm und Energieverbrauch, ganz zu schweigen von schweren Schäden an der Pumpe selbst.

Was ist Pumpenkavitation?

Einfach definiert: Kavitation ist die Bildung von Blasen oder Hohlräumen in der Flüssigkeit, die in Bereichen relativ niedrigen Drucks um ein Laufrad entstehen. Das Implodieren oder Zusammenfallen dieser Blasen löst intensive Schockwellen im Pumpeninneren aus, die erheblichen Schaden am Laufrad und/oder am Pumpengehäuse verursachen.

Unbehandelt kann Pumpenkavitation verursachen:

• Versagen des Pumpengehäuses
• Zerstörung des Laufrads
• Übermäßige Vibration – führt zu vorzeitigem Dichtungs- und Lagerausfall
• Höherer als notwendiger Energieverbrauch
• Verringerte Fördermenge und/oder Förderhöhe

Es gibt zwei Arten von Pumpenkavitation: Saug- und Druckkavitation.

Saugkavitation

Wenn eine Pumpe unter Niedrigdruck- oder Hochvakuumbedingungen arbeitet, tritt Saugkavitation auf. Wenn die Pumpe „verhungert“ oder nicht genug Förderstrom erhält, bilden sich Blasen oder Hohlräume am Auge des Laufrads. Wenn die Blasen zur Druckseite der Pumpe gelangen, ändern sich die Flüssigkeitsbedingungen, die Blase wird in Flüssigkeit komprimiert und implodiert an der Laufradfront.

Ein von Saugkavitation betroffenes Laufrad weist große Stücke oder sehr kleine Materialpartikel auf, sodass es wie ein Schwamm aussieht. Der Schaden erscheint am Auge des Laufrads bei vorhandener Saugkavitation.

Mögliche Ursachen der Saugkavitation:

• Verstopfte Filter oder Siebe
• Verstopfung in der Rohrleitung
• Pumpe läuft zu weit rechts auf der Kennkurve
• Schlechte Rohrleitungsauslegung
• Schlechte Saugbedingungen (NPSH-Anforderungen)

Druckkavitation

Wenn der Auslassdruck einer Pumpe extrem hoch ist oder sie bei weniger als 10 % ihres besten Wirkungsgradpunkts (BEP) läuft, tritt Druckkavitation auf. Der hohe Auslassdruck erschwert den Flüssigkeitsaustritt aus der Pumpe, sodass sie im Pumpeninneren zirkuliert. Flüssigkeit strömt zwischen Laufrad und Gehäuse mit sehr hoher Geschwindigkeit, wodurch ein Vakuum an der Gehäusewand entsteht und Blasen bilden.

Wie bei der Saugkavitation lösen die Implosionen dieser Blasen intensive Schockwellen aus, die vorzeitigen Verschleiß an Laufradspitzen und Pumpengehäuse verursachen. In Extremfällen kann Druckkavitation zum Bruch der Laufradwelle führen.

Mögliche Ursachen der Druckkavitation:

• Verstopfung in der Rohrleitung auf der Druckseite
• Verstopfte Filter oder Siebe
• Betrieb zu weit links auf der Kennkurve
• Schlechte Rohrleitungsauslegung

Kavitationsvermeidung

Wenn Pumpen Kavitation erleben, prüfen Sie diese Punkte zur Fehlersuche:

1. Filter und Siebe prüfen – Verstopfungen auf Saug- oder Druckseite können Druckungleichgewicht im Pumpeninneren verursachen
2. Pumpenkennkurve prüfen – Druckmanometer und/oder Durchflussmesser nutzen, um zu verstehen, wo Ihre Pumpe auf der Kurve arbeitet. Sicherstellen, dass sie am besten Wirkungsgradpunkt läuft. Betrieb abseits des BEP verursacht nicht nur übermäßige Rezirkulation, sondern auch übermäßige Hitze, Radiallasten, Vibration, hohe Dichtungstemperaturen und gesenkte Effizienz.
3. Rohrleitungsauslegung neu bewerten – Sicherstellen, dass der Weg, den die Flüssigkeit zu und von Ihrer Pumpe nimmt, ideal für die Betriebsbedingungen ist. Auslegungen mit umgekehrtem „U“ auf der Saugseite können Luft einschließen, während Auslegungen mit 90° direkt vor der Pumpe Turbulenzen im Pumpeninneren verursachen. Beides führt zu Saugproblemen und Pumpenkavitation.

Weitere Informationen zur Erkennung und Vermeidung von Pumpenkavitation finden Sie in unserem Beitrag: Technologien zur Erkennung und Vermeidung von Pumpenkavitation.

Kavitation ist ein häufiges Problem in Pumpensystemen, aber mit richtiger Pumpenauslegung, Rohrleitungsdesign und Pflege von Filtern und Sieben können Schäden an Pumpen und Laufrädern weitgehend vermieden werden.

Gorman Rupp Pumps nutzt eine gläsernwandige Demopumpe, um Gruppen zu Kavitation zu schulen. Sehen Sie es in Aktion unten.

Kämpfen Sie mit einem Kavitationsproblem? Fragen Sie uns! Wir bieten gerne technische Unterstützung für Unternehmen in Wisconsin, Minnesota, Iowa und Upper Michigan an.