Cavitatie is een algemeen bekend probleem dat optreedt bij pompen en leidt tot aanzienlijke schade en andere ongewenste gevolgen. Om schade te voorkomen moet een pomp worden bewaakt op de vorming en het optreden van cavitatie. Dit artikel beschrijft verschillende opties voor cavitatiebewaking en -beveiliging voor elke toepassing.
Cavitatie
Cavitatie is de vorming van luchtbellen in een pomp als gevolg van een drukdaling van de stromende vloeistof. Als deze luchtbellen bewegen, neemt de druk toe, wat resulteert in de implosie van de luchtbellen. Het imploderen van de luchtbellen op het oppervlak van het pomphuis of de waaier resulteert in schade en prestatieproblemen. Er worden twee soorten cavitatie onderscheiden:
- Zuigcavitatie kan optreden wanneer een pomp onder lage druk of hoog vacuüm staat. Omdat de pomp niet genoeg stroming krijgt, vormen zich bellen op de waaier. Wanneer deze bellen overgaan naar de andere kant (afvoer) van de pomp en samengedrukt worden met de vloeistof, imploderen ze.
- Cavitatie bij het afvoeren kan optreden wanneer de druk tijdens het afvoeren te hoog is. Door de hoge druk kan de vloeistof de pomp moeilijk verlaten, waardoor deze in de pomp gaat circuleren. Dit kan leiden tot een vacuüm en de vorming van luchtbellen, die op hun beurt schade veroorzaken aan zowel de waaier als het pomphuis.
Langdurige cavitatie leidt tot pompstoringen, zoals de vernietiging van het pomphuis en de waaier. Andere effecten van cavitatie zijn overmatig lawaai en energieverbruik.
Configuraties om cavitatie te bewaken
Er zijn verschillende configuraties om cavitatie te kunnen monitoren. Welke configuratie het beste bij de toepassing past, hangt af van de toepassing en/of de eisen van de klant. Er worden drie configuraties onderscheiden:
1. 4-20mA sensor
Bij gebruik van een 4-20mA sensor moet de klant de gewenste grenswaarde bepalen en deze configureren in de DCS/PLC. De DCS/PLC wordt dan gebruikt om een alarm te genereren wanneer deze grenswaarde wordt overschreden. Om de grenswaarde te bepalen moet een cavitatiesituatie in de pomp worden gecreëerd. Een groot nadeel van 4-20mA sensoren is dat het een totale waarde van de vibratie geeft, waardoor het onmogelijk is om cavitatie te onderscheiden van andere factoren die buitensporige vibratie kunnen veroorzaken. Een typische configuratie bij gebruik van een 4-20mA sensor ziet er als volgt uit:
2. Programmeerbare transmitter
Net als bij de bovengenoemde configuratie moet de cavitatietest door de klant worden uitgevoerd. De frequentie waarbij cavitatie optreedt wordt bepaald en vervolgens gebruikt om de gegevens te filteren. De gewenste alarmwaarde wordt naar een DCS/PLC gestuurd of gebruikt om een relais te activeren. Een standaard 100mV/g versnellingsmeter wordt gebruikt om het ruwe trillingssignaal naar de transmitter te sturen. De zender verwerkt dit signaal en levert twee 4-20mA signalen die over twee verschillende frequentiebanden kunnen worden berekend. Dit maakt het mogelijk om onderscheid te maken tussen vibratie als gevolg van cavitatie en vibratie veroorzaakt door andere afwijkingen zoals onbalans en lagerschade. Een typische configuratie ziet er als volgt uit:
3. transmitter voor conditiebewaking (VibroSmart)
Deze configuratie gebruikt dezelfde sensoren als de zender configuratie. Net als bij de vorige configuratie wordt het 4-20mA signaal berekend binnen een vrij instelbare frequentie. Er wordt echter een geavanceerder type transmitter gebruikt. Via Modbus kunnen tot 10 verschillende berekende uitgangen per signaal worden gegenereerd. Dit maakt het mogelijk om onderscheid te maken tussen specifieke machinefouten in het besturingssysteem. Sommige machinefouten hebben een specifiek frequentiebereik, dat onafhankelijk berekend kan worden. Dit maakt het mogelijk om afwijkingen in het trillingsgedrag direct toe te schrijven aan een specifieke fout en direct de nodige actie te initiëren. Ongefilterde gegevens kunnen worden opgeslagen op een lokale pc of verzonden via een netwerk, waardoor conditiebewaking op afstand mogelijk is.
Lees hier meer over conditiebewakingsconfiguraties op afstand »
Een typische configuratie ziet er als volgt uit:
