Cavitação: O Principal Problema de Vibração em Bombas e Como Preveni-la

Anteriormente discutimos os 6 principais problemas de vibração em bombas, com cavitação como o mais prevalente. Agora parece apropriado discutir cavitação mais a fundo incluindo suas causas e métodos de prevenção. Em resumo, cavitação de bomba é a formação de cavidades ou bolhas no meio bombeado que se desenvolvem em áreas de baixa pressão ao redor do impulsor. Quando estas cavidades colapsam, criam ondas de choque dentro da bomba que podem danificar significativamente o alojamento da bomba ou até o impulsor.

Sintomas de Cavitação em Bombas

A boa notícia é que muitas formas de cavitação de bomba são acompanhadas por sintomas facilmente detectados. Eles incluem, mas não se limitam a:

• Ruído excessivo como estalos, trituração, ronco ou som de bolas de gude rolando
• Uso excessivo de energia – se a bomba está indo além de seu uso normal de energia
• Redução no desempenho da bomba – pode ser diferença grande ou pequena
• Impulsor que parece ter pedaços faltando – causando aparência de esponja
• Níveis de tanque inconsistentes
• Mudanças na temperatura da bomba
• Se permitido continuar, a bomba pode mostrar sinais de fadiga na superfície do impulsor

Tipos de Cavitação em Bombas

Existem muitos tipos de cavitação em bomba, mas os quatro principais incluem:

Cavitação de Sucção – Este tipo é causado quando a turbulência do fluido libera gases dissolvidos na tubulação de sucção. Frequentemente ocorre quando uma bomba está sob condições de baixa pressão ou alto vácuo. A bomba não recebe fluxo suficiente, o que permite cavidades ou bolhas se formarem no olho do impulsor. Conforme passam para o lado de descarga da bomba, as bolhas são comprimidas fazendo-as implodir contra o impulsor.

Cavitação por Vaporização – Ocorre quando o líquido dentro da bomba vaporiza como resultado de perda de carga de sucção ou quando a pressão fica muito baixa ou muito alta. Todas as bombas centrífugas têm uma faixa de pressão de sucção operacional requerida para prevenir vaporização. No entanto, este requisito é frequentemente calculado assumindo que opera com água doce a 68°F (20°C). Quando este não é o caso, vaporização pode acontecer.

Síndrome de Passagem de Aletas – Quando o diâmetro externo do impulsor passa muito perto do corte da bomba, pode causar dano. A velocidade do líquido aumenta ao fluir pela passagem pequena, baixando a pressão e causando vaporização. Bolhas são formadas por este colapso logo após o corte. O dano é tipicamente limitado ao centro da alete do impulsor e não se estende aos shrouds em um impulsor fechado.

Cavitação de Descarga – Se a pressão de descarga de uma bomba é muito alta ou opera a menos de 10% de seu ponto de melhor eficiência, pode causar cavitação de descarga. A alta pressão pode impedir o fluido de fluir para fora da bomba, fazendo-o circular dentro da bomba. O vácuo resultante na parede do alojamento suporta a formação de cavidades ou bolhas, que causam ondas de choque quando implodem.

Como Prevenir Cavitação em Bombas

Existem muitas formas de prevenir e tratar cavitação em bomba, algumas das quais incluem:

• Avaliar design da bomba – o caminho que o líquido percorre para chegar e sair de uma bomba deve ser ideal para condições operacionais. Quando cavitação ou outros problemas surgem, rearranjar o design da bomba pode resolver o problema.
• Verificar filtros e peneiras por entupimentos pois isso pode causar cavitação.
• Verificar a curva da bomba – uma bomba deve operar em sua melhor eficiência no máximo da curva. Manter folga mínima de ponta do impulsor para corte de 4% do diâmetro do impulsor para impulsores sob 14 polegadas para prevenir Síndrome de Passagem de Aletas. Para impulsores maiores que 14 polegadas de diâmetro, deve-se garantir folga mínima de 6%.
• Aumentar a distância entre a pressão estática local real no fluido e a pressão de vapor do fluido na temperatura real.

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