Cos'è la cavitazione della pompa e come evitarla

La cavitazione è un problema molto noto con le pompe, in quelle centrifughe in particolare, dal momento che questa condizione è direttamente collegata al funzionamento della girante della pompa. Come già noto le pompe centrifughe si affidano a una girante per movimentare i fluidi dall'ingresso all'uscita. 

Una girante è un rotore che produce una forza di aspirazione, aumentando la pressione e creando il flusso nella pompa. Inversamente, un propulsore è una ventola che genera la spinta del liquido. Entrambi movimentano i fluidi ma per scopi diversi. Tuttavia, affrontano la stessa sfida e possono subire gli stessi danni.

La cavitazione nelle pompe centrifughe è solitamente causata da insufficiente energia della testa di aspirazione netta positiva (NPSH, Net Positive Suction Head) sul lato di aspirazione della pompa. La testa di aspirazione netta positiva è l'energia richiesta per spingere il liquido nella pompa. Una testa di aspirazione netta positiva insufficiente è determinata da diverse condizioni: un funzionamento troppo veloce della pompa, l'utilizzo di un tubo di aspirazione con il diametro troppo piccolo o l'eccessiva distanza o l'eccessiva altezza della pompa rispetto alla fonte del fluido.

Se la pompa centrifuga si trova in queste condizioni subisce quanto segue. Le pompe centrifughe funzionano sul principio di creare bassa pressione su un lato della girante e alta pressione sull'altro lato. Riguardo all'argomento, la scienza ci dice che quando un liquido viene movimentato a qualsiasi velocità, con il cambio di pressione consequenziale, esiste la possibilità che la pressione del fluido scenda al di sotto della pressione vapore.

Se la pressione del fluido scende al di sotto di quella vapore, si formano delle bolle perché il fluido bolle a una temperatura non tipica. L'acqua può bollire a 21 ºC (70 ºF).

Dal momento che il fluido che bolle lascia il lato di uscita della girante, l'alta pressione su quel lato fa scoppiare le bolle. Questo scoppio è quasi come un'esplosione, in grado di ridurre la capacità di pompaggio della macchina, danneggiando i componenti interni, la girante in particolare. Lo scoppio delle bolle di vapore, provoca un numero eccessivo di vibrazioni, che a loro volta provocano il contatto delle parti rotanti, come la girante, con le parti non rotanti, come le piastre di usura o gli anelli di usura.

Eccessive vibrazioni possono provocare anche il guasto delle guarnizioni o dei cuscinetti meccanici, l'energia che viene rilasciata quando le bolle di vapore scoppiano può provocare la rottura di pezzi di metallo e la collisione con altre parti in movimento. Il danno tipico si verifica con la girante, che può erodere, incrinarsi o scheggiarsi. Una girante danneggiata provoca danni ancora maggiori e più costosi alla pompa.

Quando si riscontra un problema di cavitazione, il più delle volte, la prima avvisaglia risulta un rumore durante il pompaggio che assomiglia a quello di ingranaggi inceppati dove non ce ne sono, vibrazioni, prestazioni ridotte o la combinazione di tutte e tre. Appena si manifesta una di queste avvisaglie, è necessario arrestare immediatamente la pompa.

Ridurre la velocità del motore in modo da produrre un flusso inferiore. Quando si riduce la velocità, nella pompa entra un volume inferiore e la velocità si riduce a un livello accettabile e viene interrotta la formazione della cavitazione. Abbastanza spesso, il livello di flusso ridotto accettato finisce per aumentare il volume pompato, dal momento che la cavitazione viene evitata in modo attivo.

Controllare nuovamente tutte le specifiche della pompa e confrontarle con i requisiti dell'applicazione. La pompa è a una distanza troppo lunga dalla fonte del fluido? I diametri del tubo sono corretti? La velocità della pompa è troppo alta? In breve, è necessario accertarsi di non richiedere alla pompa molto di più di quello che è in grado di fare.

Qual è il consiglio migliore che possiamo dare in base alle considerazioni fatte?  Cercare un professionista che assista durante la scelta di una pompa. In questo modo, si può avere la sicurezza che l'apparecchiatura che si sta utilizzando è in linea con le esigenze della propria applicazione.