遠心低温ポンプは運転中に騒音や振動が発生し、流量、揚程、効率が低下し、場合によっては運転不能になる場合があり、メンテナンス時に付近に孔食や蜂の巣状の損傷があることがよくあります。ブレードの入口エッジ。ひどい場合には、ブレード全体にこの現象が発生し、さらにはブレードが貫通する場合もあり、これはキャビテーションによる損傷によって引き起こされます。
遠心低温ポンプでキャビテーションが発生する理由は、ポンプが回転する羽根車を通じて液体に作用し、液体のエネルギーが増加するためです。相互作用プロセス中に、液体の速度と圧力が変化します。通常、低温遠心ポンプの羽根車入口は最も圧力が低い場所です。この領域の圧力がその温度での液体の気化圧力以下であれば、液体中に溶けている蒸気やガスが液体から多量に抜け出し、蒸気とガスが混じった小さな気泡がたくさん発生します。この小さな気泡が液体とともに高圧ゾーンに流れると、気泡内部の気化圧力が気泡周囲の気化圧力よりも大きくなるため、圧力差が生じます。この圧力差の下で、気泡は圧縮されて破裂し、その後再凝縮します。凝縮プロセス中、液体粒子は泡の中心に向かって四方八方から加速します。凝縮の瞬間に粒子は互いに衝突し、局所的に高い圧力が発生します。これらの気泡が金属表面近くで破裂して凝縮すると、液体粒子が無数の小さな弾丸のように金属表面に衝突し続けます。高い圧力と頻度で継続的に衝撃が加わると、一般にエロージョンと呼ばれる疲労により金属表面が徐々に劣化します。生成された気泡には活性ガス(酸素など)が混入しており、気泡の凝縮時に放出される熱によって金属を化学的に腐食させます。化学的腐食と機械的浸食の複合効果により、キャビテーション損傷として知られる金属損傷の速度が加速されます。
遠心低温ポンプにキャビテーションが発生し始めると、キャビテーション領域は小さく、ポンプの通常の動作に重大な影響を与えることはありません。ポンプの性能曲線にも明らかな反映はありません。しかし、キャビテーションがある程度進行すると、大量の気泡が発生し、正常な液体の流れに影響を与え、場合によっては液体の流れが遮断され、振動や騒音が発生することがあります。同時に、ポンプの流量、揚程、効率が大幅に低下しており、これはポンプの性能曲線からも明らかです。ひどい場合にはポンプが作動できなくなります。
キャビテーションを可能な限り回避するために、プロセス設計中、液体はポンプに入る前にある程度の過冷却が必要であり、液体に一定の静圧ヘッドを提供するためにポンプ本体を低い位置に設置する必要があります。入口。また、保冷にも気を配り、冷気のロスをできるだけ少なくすることが大切です。