Кавитация в насосах: как распознать и предотвратить разрушение рабочего колеса

Одной из наиболее частых проблем, связанных с работой насосного оборудования является кавитация, это явление, вызывающее сильную ударную волну и способное приводить к повреждению крыльчатки (рабочего колеса). Такая неполадка характерна для насосов центробежного типа и остается распространенной причиной их выхода из строя. В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое кавитация в насосе простыми словами, почему она возникает и как предотвратить ее появление.

Что такое кавитация в насосах и почему она возникает

Кавитация, это явление, при котором в перекачиваемой насосом жидкости образуются и сразу же схлопываются пузырьки газа, это возникает когда давление в системе становится равным или меньшим чем давление насыщенного пара. Возникновение кавитации в насосе сопровождается сильным шумом, похожим на звук закипающего чайника, и вибрацией, а также снижением производительности оборудования.

Если в обычных условиях вода кипит при температуре 100°С, то при более низком давлении, которое создается при перекачке воды в насосе, точка кипения снижается. Следовательно, в такой среде вода начинает закипать, а значит переходить из жидкого состояния в газообразное, при намного более низкой температуре (например, при 26°С).

Образующиеся вследствие этого процесса пузырьки газа начинают стремительно схлопываться. Именно поэтому кавитация в центробежных насосах негативно сказывается на исправности оборудования, оставаясь одной из наиболее частых причин его выхода из строя. Интенсивный процесс схлопывания пузырьков газа приводит к повреждению внутренних компонентов прибора, прежде всего, крыльчатки (рабочего колеса).

Появление пузырьков газа происходит в зоне всасывания насоса, для которой характерно низкое давление (чем оно ниже, тем больше пузырьков будет появляться). После этого жидкость попадает в зону нагнетания, давление в которой, напротив, повышено (превышает атмосферное), из-за чего происходит схлопывание пузырьков, сопровождающееся сильной ударной волной.

Наиболее частые причины возникновения кавитации в насосе:

Некорректное положение насоса. Слишком высокое расположение прибора относительно источника жидкости (скважины) способствует появлению кавитации в системе.
Высокая температура рабочей жидкости. Чем выше температура жидкости, тем быстрее и интенсивнее в ней образуются пузырьки газа при низком давлении. Поэтому важно соблюдать эксплуатационные характеристики насоса и не использовать оборудование с температурой выше максимально допустимой.
Нарушение герметичности системы. Наличие повреждений в трубопроводе приводит к подсасыванию воздуха, что способствует протеканию процесса кавитации.
Проблемы с трубопроводом. Если всасывающий и/или нагнетательный трубопровод имеют малый диаметр и/или чрезмерно большую длину, в системе возникает высокое гидравлическое сопротивление, что также может вызвать кавитацию.

Если такое явление как кавитация возникает в насосе разово, что может быть и при полностью исправном приборе, как правило, это не приводит к последствиям. Однако если постоянно эксплуатировать оборудование в таком режиме, в его работе могут возникнуть серьезные неисправности: повреждение внутренних компонентов, рабочей камеры, уплотнителей, преждевременный прибора выход из строя.

Признаки разрушения рабочего колеса из-за кавитации

Основным и наиболее серьезным последствием кавитации в насосе является повреждение рабочего колеса (крыльчатки). Когда пузырьки газа схлопываются, в системе возникают ударные волны, оказывающие большое давление. В результате происходит эрозия, характеризующаяся разрушением металла, прежде всего, на лопастях крыльчатки и внутренних стенках насоса.

Понять, что в центробежном насосе возникла кавитация, обычно легко: процесс сопровождается повышенным шумом, усиленной вибрацией, в ряде случаев, падением напора воды, нестабильной подачей, появлением гидроударов. Определить, что из-за кавитации крыльчатка начала разрушаться, сложнее: компонент располагается внутри прибора и получить доступ к нему непросто.

Если возможности произвести разбор насоса для диагностики рабочего колеса нет, можно ориентироваться на следующие признаки:

Шум. Если сама кавитация сопровождается шумом, напоминающим закипающий чайник, то ее последствие, разрушение крыльчатки, что может вызывать металлический треск и стук.
Перепады давления. Жидкость часто подается рывками, работа оборудования сопровождается повышенной вибрацией.
Падение производительности. Из-за повреждения крыльчатки напор становится более слабым, двигатель насоса начинает работать вхолостую.

При визуальном осмотре на крыльчатке, которая подверглась воздействию кавитации в центробежном насосе, будут заметны дефекты, «раковины» в металле, следы «изъеденности», ямки и трещины, признаки разрушения структуры материала. Для получения доступа к рабочему колесу необходимо произвести полный разбор устройства.

Методы предотвращения кавитации и продления срока службы насоса

Чтобы избавиться от постоянной кавитации в насосе, как правило, достаточно следовать простым правилам: устанавливать насос ближе к источнику воды для обеспечения минимальной высоты всасывания, использовать всасывающие патрубки увеличенного диаметра и следить за чистотой фильтров.

Важно также регулярно производить техническое обслуживание насоса и вовремя выявлять повреждения в трубопроводе и места утечек.

Так как одной из самых частых причин кавитации в насосе является слишком высокая температура жидкости, чтобы не допустить возникновение этого процесса, стоит следить за состоянием воды.

Для систем водоснабжения важно выбирать оборудование, которое допускает работу с жидкостью имеющейся температуры. Для дома может подойти модель Pedrollo 4SR 1/17 F-P, способная перекачивать воду температурой до 30°C.

Выбрать подходящий насос для вашего частного дома и купить его с доставкой вы можете в нашем интернет-магазине. Мы являемся официальным дилером итальянского производителя Pedrollo, предлагающего большой выбор моделей для различных задач. В нашем каталоге вы можете найти центробежные, вихревые, многоступенчатые, скважинные, фекальные и дренажные насосы для создания надежных систем водоснабжения и водоотвода.