Kavitation ist ein unerwünschtes und schädliches Phänomen, das leider häufig ignoriert wird. Sie muss verhindert werden, da sie unter anderem zur Erosion von Pumpenkomponenten und in Extremfällen zu irreversiblen Schäden führen kann.
Worin besteht das Phänomen der Kavitation?
Kavitation ist ein Prozess, bei dem sich in der Flüssigkeit um das Pumpenlaufrad Gasblasen bilden, ansammeln und plötzlich wieder verschwinden. Dieses Phänomen geht mit starken Druckschwankungen einher.
Kavitation tritt auf, wenn im zentralen Bereich des Laufrads der Druck der Flüssigkeit abfällt, wodurch Flüssigkeit durch den Saugstutzen nachströmt. Sinkt der Druck unter den Sättigungsdruck bei einer der Raumtemperatur entsprechenden Temperatur, beginnt die Flüssigkeit zu verdampfen. Dabei entstehen kleine Blasen, die beim Zerfallen eine Stoßwelle mit relativ hoher Energie erzeugen. Das Platzen zahlreicher Blasen verursacht Mikroschläge, die zur Korrosion der Konstruktionsmaterialien und zu schweren Schäden beitragen.
Was sind die wichtigsten Anzeichen für Kavitation in einer Pumpe?
Eine Tauchpumpe, die von Kavitation betroffen ist, kann bestimmte charakteristische Symptome zeigen. Vor allem kommt es zu einem deutlichen Rückgang ihrer Betriebsparameter und Leistung. Außerdem steigt der Stromverbrauch. Die Pumpe arbeitet laut und vibriert, was durch Druckpulsationen verursacht wird. Nach dem Zerlegen sind sichtbare, durch Korrosion verursachte Schäden an den Konstruktionskomponenten erkennbar, insbesondere am Laufrad. Diese Schäden können während des Betriebs zu Leckagen führen.
Wie lässt sich Kavitation verhindern?
Je besser die Antikavitationseigenschaften einer Pumpe sind, desto höher ist ihre Kavitationstoleranz. Eine Grundlage kann daher die konstruktive Vermeidung dieses Phänomens sein, beispielsweise durch eine geeignete Laufradkonstruktion, eine passende Formgebung der Schaufeln, die Verwendung einer begrenzten Anzahl von Schaufeln oder eine Vorrotation (eine Vorverwirbelung in Drehrichtung des Motors). Solche Maßnahmen werden von den Geräteherstellern umgesetzt; die Aufgabe des Verbrauchers besteht darin, eine hochwertige Pumpe auszuwählen, die all diese Eigenschaften aufweist. Diese Eigenschaft wird durch den Parameter NPSHA beschrieben.
Der Parameter NPSHA kann auf mehrere Arten erhöht werden. Eine Möglichkeit besteht darin, in der Anlage eine Rohrleitung mit geringer Länge und großem Durchmesser einzusetzen. Außerdem muss die Anlage mit möglichst wenigen Elementen geplant werden, die Druckverluste verursachen. Es gilt auch, Flüssigkeitsgeschwindigkeiten von mehr als 2 m/s sowie Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels auf der Saugseite der Pumpe zu vermeiden. Das Pumpen der Flüssigkeit sollte bei einer möglichst niedrigen Temperatur erfolgen. Hilfreich kann auch eine Rohrleitung mit glatter Innenfläche sein, beispielsweise aus PVC.
