Cavitation : Le principal problème de vibration des pompes et comment la prévenir

Précédemment, nous avons discuté des 6 principaux problèmes de vibration des pompes, la cavitation étant le plus prévalent. Il est maintenant approprié d'approfondir la cavitation, ses causes et méthodes de prévention. En bref, la cavitation de pompe est la formation de cavités ou bulles dans le fluide pompé qui se développent dans les zones de basse pression autour de l'impulseur. Quand ces cavités s'effondrent, elles créent des ondes de choc à l'intérieur de la pompe qui peuvent endommager significativement le corps de pompe ou même l'impulseur.

Symptômes de la cavitation de pompe

La bonne nouvelle est que de nombreuses formes de cavitation s'accompagnent de symptômes facilement détectables. Ils incluent, sans s'y limiter :

• Bruit excessif : crépitements, craquements, grondements, ou bruit de billes roulantes
• Consommation d'énergie excessive – si la pompe dépasse sa consommation normale
• Baisse de performance de la pompe – différence grande ou petite
• Impulseur avec apparence éponge (manque de matière)
• Niveaux de cuve inconstants
• Changements de température de la pompe
• Si non traitée, la pompe peut montrer des signes de fatigue sur la surface de l'impulseur

Types de cavitation de pompe

Il existe de nombreux types, mais les quatre majeurs sont :

Cavitation d'aspiration

Causée quand la turbulence du fluide libère des gaz entraînés dans la tuyauterie d'aspiration. Survient souvent quand la pompe est en basse pression ou conditions de vide élevé. La pompe ne reçoit pas assez de débit, permettant la formation de cavités/bulles à l'œil de l'impulseur. En passant côté refoulement, les bulles sont compressées et implosent contre l'impulseur.

Cavitation par vaporisation

Survient quand le liquide dans la pompe se vaporise suite à une perte de charge d'aspiration ou quand la pression devient trop basse ou trop haute. Toutes les pompes centrifuges ont une plage de pression d'aspiration requise pour prévenir la vaporisation. Cependant, cette exigence est souvent calculée en supposant de l'eau douce à 20°C (68°F). Quand ce n'est pas le cas, la vaporisation peut se produire.

Syndrome de passage d'aubes

Quand le diamètre extérieur de l'impulseur passe trop près du coude de la pompe, cela peut causer des dommages. La vitesse du liquide augmente en traversant le petit passage, abaissant la pression et causant la vaporisation. Des bulles se forment par cet effondrement juste au-delà du coude. Les dommages sont généralement limités au centre de l'aube de l'impulseur et ne s'étendent pas aux couronnes sur un impulseur fermé.

Cavitation de refoulement

Si la pression de refoulement est trop haute ou que la pompe tourne à moins de 10 % de son point de meilleur rendement, cela peut causer une cavitation de refoulement. La haute pression empêche le fluide de sortir, le faisant circuler dans la pompe. Le vide résultant au niveau de la paroi du corps supporte la formation de cavités/bulles, qui créent des ondes de choc en implosant.

Comment prévenir la cavitation de pompe

De nombreuses façons de prévenir et traiter la cavitation, notamment :

• Évaluer la conception de la pompe – le chemin du fluide vers et depuis la pompe doit être idéal pour les conditions d'exploitation. Réorganiser la conception peut résoudre le problème.
• Vérifier filtres et crépines pour bouchages car cela peut causer la cavitation.
• Vérifier la courbe de pompe – une pompe doit fonctionner à son meilleur rendement au max de la courbe. Maintenir un jeu minimum extrémité d'aube/coude de 4 % du diamètre de l'impulseur pour diamètres < 14 pouces pour prévenir le syndrome de passage d'aubes. Pour diamètres > 14 pouces, assurer un jeu minimum de 6 %.
• Augmenter la distance entre la pression statique locale réelle dans le fluide et la pression de vapeur du fluide à la température réelle.

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