La cavitation est un problème bien connu qui se produit dans les pompes et qui entraîne des dommages importants et d'autres conséquences indésirables. Pour éviter tout dommage, il convient de surveiller la formation et l'apparition de la cavitation dans la pompe. Cet article décrit les différentes options de surveillance et de protection contre la cavitation pour s'adapter à toutes les applications.
Cavitation
La cavitation est la formation de bulles d'air à l'intérieur d'une pompe en raison d'une chute de pression du liquide en circulation. Lorsque ces bulles d'air se déplacent, la pression augmente, ce qui entraîne l'implosion des bulles d'air. L'implosion des bulles d'air sur la surface du corps de la pompe ou de la roue entraîne des dommages et des problèmes de performance. On distingue deux types de cavitation :
- La cavitation à l'aspiration peut se produire lorsqu'une pompe est soumise à des conditions de basse pression ou de vide élevé. Comme la pompe ne reçoit pas un débit suffisant, des bulles se forment sur la roue. Lorsque ces bulles passent de l'autre côté (refoulement) de la pompe et sont comprimées par le liquide, elles implosent.
- La cavitation au refoulement peut se produire lorsque la pression au refoulement est excessivement élevée. En raison de la pression élevée, il devient difficile pour le fluide de quitter la pompe, ce qui le fait circuler à l'intérieur de la pompe. Cela peut provoquer une dépression et la formation de bulles d'air, ce qui endommage à la fois la roue et le corps de la pompe.
La cavitation à long terme entraîne des défaillances de pompage, telles que la destruction du corps de la pompe et de la roue. D'autres effets de la cavitation sont le bruit excessif et la consommation d'énergie.
Configurations pour surveiller la cavitation
Il existe différentes configurations permettant de surveiller la cavitation. La configuration qui convient le mieux à l'application dépend de l'application et/ou des exigences du client. On distingue trois configurations :
1. Capteur 4-20 mA
Lors de l'utilisation d'un capteur 4-20 mA, le client doit déterminer la valeur limite souhaitable et la configurer dans le DCS/PLC. Le DCS/PLC est alors utilisé pour générer une alarme lorsque cette valeur limite est dépassée. Pour déterminer la valeur limite, il faut créer une situation de cavitation dans la pompe. L'un des principaux inconvénients des capteurs 4-20 mA est qu'ils donnent une valeur globale des vibrations, ce qui empêche de distinguer la cavitation d'autres facteurs susceptibles de provoquer des vibrations excessives. Une configuration typique lors de l'utilisation d'un capteur 4-20mA se présente comme suit :
2. Émetteur programmable
Comme pour la configuration susmentionnée, le test de cavitation doit être effectué par le client. La fréquence à laquelle la cavitation se produit est déterminée et utilisée pour filtrer les données. La valeur d'alarme souhaitée est envoyée à un DCS/PLC ou utilisée pour déclencher un relais. Un accéléromètre standard de 100mV/g est utilisé pour envoyer le signal vibratoire brut au transmetteur. Le transmetteur traite ce signal et fournit deux signaux 4-20 mA qui peuvent être calculés sur deux bandes de fréquence différentes. Il est ainsi possible de distinguer les vibrations dues à la cavitation de celles causées par d'autres déviations telles que le déséquilibre et l'endommagement des roulements. Une configuration typique se présente comme suit :
3. Transmetteur de maintenance conditionnelle (VibroSmart)
Cette configuration utilise les mêmes capteurs que la configuration de l'émetteur. Comme dans la configuration précédente, le signal 4-20mA est calculé à l'intérieur d'une fréquence librement configurable. Cependant, un type de transmetteur plus avancé est utilisé. Grâce au Modbus, il est possible de générer jusqu'à 10 sorties calculées différentes par signal. Il est ainsi possible de distinguer des erreurs machine spécifiques dans le système de contrôle. Certaines erreurs machine ont une plage de fréquence spécifique, qui peut être calculée indépendamment. Il est ainsi possible d'attribuer directement les écarts de comportement vibratoire à une erreur spécifique et de prendre immédiatement les mesures nécessaires. Les données non filtrées peuvent être sauvegardées sur un PC local ou envoyées via un réseau, ce qui permet une surveillance à distance.
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Une configuration typique se présente comme suit :
