כיצד למנוע קוויטציה במערכת הידראולית?

במערכות הידראוליות, קוויטציה היא תופעה שבה שינויים מהירים בלחץ בשמן גורמים להיווצרות חללים קטנים מלאי אדים במקומות בהם הלחץ נמוך יחסית. ברגע שהלחץ יורד מתחת לרמת האדים הרוויים בטמפרטורת העבודה של השמן, נוצרים במהירות מספר חללים מלאי אדים. כתוצאה מכך, כמות גדולה של בועות אוויר מובילה להפסקת זרימה של שמן בצינור או באלמנטים הידראוליים.

תופעת הקביטציה מתרחשת בדרך כלל בכניסה וביציאה של השסתום והמשאבה. כאשר שמן זורם דרך מעבר צפוף של השסתום, קצב מהירות הנוזל עולה ולחץ השמן יורד, וכך מתרחשת קוויטציה. בנוסף, תופעה זו מופיעה כאשר המשאבה מותקנת במיקום גבוה מדי, כאשר התנגדות ספיגת השמן גדולה מדי מכיוון שהקוטר הפנימי של צינור היניקה קטן מדי, או כאשר ספיגת השמן אינה מספקת בגלל מהירות המשאבה גבוהה מדי.

בועות אוויר, הנעות דרך אזור בלחץ גבוה עם שמן, נשברות במהירות עקב המאמץ של הלחץ הגבוה, ולאחר מכן חלקיקי הנוזל המקיפים אותם מפצים על הבועות במהירות גבוהה, וכך ההתנגשות במהירות גבוהה בין חלקיקים אלה יוצרת פגיעה הידראולית חלקית. כתוצאה מכך, הלחץ והטמפרטורה עולים באופן משמעותי, מה שגורם לרעידות ורעש ניכרים.

בדופן העבה שמסביב, שבה מתקבצים חללים, ובפני השטח של אלמנטים, חלקיקי מתכת שטחיים נושרים, עקב סבל ארוך טווח מפגיעות הידראוליות וטמפרטורה גבוהה, כמו גם כתוצאה ממאמץ קורוזיבי ביותר הנגרם על ידי גז הנפט.

לאחר שהמחשנו את תופעת הקביטציה ואת השלכותיה השליליות, אנו שמחים לחלוק את הידע והניסיון שלנו כיצד למנוע את התרחשותה.

【1】הפחתת ירידת הלחץ במקום הזרימה דרך חורים קטנים ומרווחים: יחס הלחץ הצפוי של הזרימה לפני ואחרי חורים ומרווחים הוא p1/p2 < 3.50.
【2】הגדר את קוטר צינור הספיגה של המשאבה ההידראולית בצורה נכונה, והגבל את מהירות הנוזל בתוך הצינור במובנים רבים; הקטן את גובה היניקה של המשאבה, והפחית ככל האפשר את נזק הלחץ לקו הכניסה.
【3】בחרו צומת T באיכות אטומה והשתמשו במשאבת מים בלחץ גבוה כמשאבה עזר לאספקת שמן.
【4】נסו לאמץ את כל הצינורות הישרים במערכת, תוך הימנעות מסיבובים חדים וחריץ צר חלקית.
【5】שיפור יכולת האלמנט להתנגד לחריצה בגז.