Was ist Pumpenkavitation und wie vermeide ich sie?

Haben Sie eine Pumpe, die knallende Geräusche macht oder sich anhört, als würde sie Murmeln pumpen? Wenn ja, haben Sie möglicherweise ein Kavitationsproblem. Pumpenkavitation kann eine Reihe von Problemen für Ihr Pumpsystem verursachen, einschließlich übermäßiger Geräuschentwicklung und Energieverbrauch, ganz zu schweigen von ernsthaften Schäden an der Pumpe selbst.

Was ist Pumpenkavitation?

Einfach definiert ist Kavitation die Bildung von Blasen oder Hohlräumen in Flüssigkeiten, die sich in Bereichen mit relativ niedrigem Druck um ein Laufrad entwickeln. Das Implodieren oder Kollabieren dieser Blasen löst im Inneren der Pumpe starke Stoßwellen aus, die das Laufrad und/oder das Pumpengehäuse erheblich beschädigen.

Unbehandelt kann Pumpenkavitation Folgendes verursachen:

• Versagen des Pumpengehäuses
• Zerstörung des Laufrads
• Übermäßige Vibration – führt zu vorzeitigem Versagen von Dichtungen und Lagern
• Höherer Stromverbrauch als erforderlich
• Verringerter Fluss und/oder Druck

Es gibt zwei Arten von Pumpenkavitation:Ansaugen und Ausstoßen.

Saugkavitation

Wenn eine Pumpe unter Niederdruck- oder Hochvakuumbedingungen steht, tritt Saugkavitation auf. Wenn die Pumpe "ausgehungert" ist oder nicht genügend Durchfluss erhält, bilden sich am Auge des Laufrads Blasen oder Hohlräume. Wenn die Blasen zur Druckseite der Pumpe übertragen werden, ändern sich die Fluidbedingungen, wodurch die Blase zu Flüssigkeit komprimiert wird und gegen die Stirnseite des Laufrads implodiert.

Bei einem Laufrad, das der Saugkavitation zum Opfer gefallen ist, fehlen große Brocken oder sehr kleine Materialstücke, wodurch es wie ein Schwamm aussieht. Schäden am Laufrad treten um das Laufradauge herum auf, wenn Saugkavitation vorhanden ist.

Mögliche Ursachen für Saugkavitation:

• Verstopfte Filter oder Siebe
• Verstopfung im Rohr
• Pumpe läuft zu weit rechts auf der Pumpenkurve
• Schlechtes Rohrleitungsdesign
• Schlechte Saugbedingungen (NPSH-Anforderungen)

Entladungskavitation

Wenn der Förderdruck einer Pumpe extrem hoch ist oder bei weniger als 10 % ihres Best Efficiency Point (BEP) läuft, kommt es zu Förderkavitation. Der hohe Förderdruck erschwert das Abfließen der Flüssigkeit aus der Pumpe, sodass sie in der Pumpe zirkuliert. Flüssigkeit strömt mit sehr hoher Geschwindigkeit zwischen Laufrad und Gehäuse, wodurch an der Gehäusewand ein Unterdruck entsteht und sich Blasen bilden.

Wie bei der Saugkavitation löst die Implosion dieser Blasen intensive Stoßwellen aus, die einen vorzeitigen Verschleiß der Laufradspitzen und des Pumpengehäuses verursachen. Im Extremfall kann die Austrittskavitation zum Bruch der Laufradwelle führen.

Mögliche Ursachen für Entladungskavitation:

• Verstopfung im Rohr auf der Druckseite
• Verstopfte Filter oder Siebe
• Auf der Pumpkurve zu weit nach links gelaufen
• Schlechtes Rohrleitungsdesign

Kavitationsverhinderung

Wenn bei Pumpen Kavitation auftritt, überprüfen Sie Folgendes, um das Problem selbst zu beheben:

1. Filter und Siebe prüfen - Verstopfungen auf der Saug- oder Druckseite können ein Druckungleichgewicht in der Pumpe verursachen
2. Beziehen Sie sich auf die Kurve der Pumpe - Verwenden Sie ein Manometer und/oder einen Durchflussmesser, um zu verstehen, wo Ihre Pumpe auf der Kurve arbeitet. Stellen Sie sicher, dass es an seinem besten Effizienzpunkt läuft. Der Betrieb der Pumpe außerhalb ihres besten Wirkungsgrads verursacht nicht nur eine übermäßige Rückführung, sondern es sind übermäßige Hitze, radiale Belastungen, Vibrationen, hohe Dichtungstemperaturen und ein verringerter Wirkungsgrad zu erwarten.
3. Rohrdesign neu bewerten - Stellen Sie sicher, dass der Weg, den die Flüssigkeit zu und von Ihrer Pumpe nimmt, für die Betriebsbedingungen der Pumpe ideal ist. Konstruktionen mit umgekehrtem „U“ auf der Saugseite können Luft einschließen, während Konstruktionen mit einem 90°-Winkel unmittelbar vor der Pumpe Turbulenzen in der Pumpe verursachen können. Beides führt zu Ansaugproblemen und Pumpenkavitation.

Weitere Informationen zum Erkennen und Verhindern von Pumpenkavitation finden Sie in unserem Beitrag:Technologien zum Erkennen und Verhindern von Pumpenkavitation.

Kavitation ist ein häufiges Problem in Pumpsystemen, aber mit der richtigen Pumpendimensionierung, Rohrkonstruktion und Pflege von Filtern und Sieben können Schäden an Pumpen und ihren Laufrädern weitgehend vermieden werden.

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