Analisis Peronggaan Pendesak Pam Emparan

1. Sifat Peronggaan
Peronggaan, satu proses pemusnahan fiziko-kimia gabungan, berlaku dalam tiga peringkat:

Pengewapan Tempatan: Apabila tekanan tempatan di salur masuk pendesak atau zon tekanan rendah jatuh di bawah tekanan wap tepu cecair pada suhu operasinya, cecair mendidih, menghasilkan banyak gelembung wap (rongga).

Keruntuhan & Kerosakan Gelembung: Gelembung-gelembung ini dibawa oleh aliran ke zon tekanan tinggi pendesak di mana tekanan di sekelilingnya meningkat mendadak, menyebabkan ia meletup hampir serta-merta. Keruntuhan ini menghasilkan gelombang kejutan dan mikrojet yang kuat dengan tekanan setempat yang mencapai ratusan megapascal, bertindak dalam mikrosaat dan di kawasan skala mikron.

Keletihan & Hakisan Bahan: Gelombang kejutan ini berulang kali menghentam permukaan logam pendesak (beribu-ribu kali sesaat), menyebabkan keletihan mekanikal dan kakisan. Ini secara progresif menanggalkan butiran logam, yang membawa kepada hakisan berlubang, seperti sarang lebah, atau seperti span pada permukaan.

2. Bahaya Khusus Peronggaan pada Pam

Degradasi Prestasi: Gelembung wap menghalang saluran aliran, mengganggu kesinambungan bendalir dan menyebabkan penurunan kadar aliran, turus dan kecekapan pam yang ketara, selalunya mewujudkan "breakd" dalam lengkung prestasi.

Getaran & Bunyi: Pembentukan dan keruntuhan gelembung yang ganas menyebabkan getaran pam yang kuat dan bunyi berderak atau mendesis yang khas, menjejaskan kestabilan dan persekitaran kerja.

Kerosakan Pendesak:

Lubang Mekanikal: Menghasilkan hakisan sarang lebah yang tersendiri.

Kakisan Elektrokimia: Tenaga yang dibebaskan semasa keruntuhan memusnahkan lapisan pasif pelindung pendesak (terutamanya kritikal untuk keluli tahan karat), mempercepatkan kakisan kimia. Serangan gabungan menyebabkan kehilangan bahan yang sangat cepat.

Kes-kes yang teruk boleh mengakibatkan perforasi pendesak dan kegagalan pam sepenuhnya.

Jangka Hayat Perkhidmatan Berkurangan: Kerosakan pendesak, ditambah pula dengan haus yang dipercepatkan pada galas dan pengedap akibat getaran, memendekkan selang penyelenggaraan dan jangka hayat pam keseluruhan secara drastik.

3. Pengenalpastian & Diagnosis

Bunyi: Bunyi "kretakkan, " "pop, " atau "hissing" yang berterusan dari pam, serupa dengan bunyi kerikil yang mengepam.

Prestasi: Di ​​bawah kelajuan dan kedudukan injap yang malar, penurunan aliran, tekanan nyahcas (head), dan arus motor (serutan kuasa) secara tiba-tiba atau beransur-ansur.

Getaran: Bacaan getaran pam yang luar biasa tinggi, terutamanya dalam arah paksi.

Pemeriksaan Visual: Pembongkaran selepas operasi mendedahkan lubang sarang lebah yang jelas di bahagian belakang tepi salur masuk bilah (zon tekanan rendah).

4. Punca Utama (dalam Sistem Air Beredar)

NPSH (NPSH) yang Tidak Mencukupi: Punca utama.

Ketinggian Pam Berlebihan: Pam dipasang terlalu tinggi di atas paras cecair bekalan.

Kehilangan Talian Sedutan Berlebihan: Paip sedutan yang terlalu panjang, sempit, mempunyai terlalu banyak siku atau mempunyai injap penapis/penapis/kaki yang tersumbat meningkatkan penurunan tekanan.

Suhu Cecair Tinggi: Pertukaran haba yang lemah atau beban haba yang tinggi dalam sistem meningkatkan suhu air dan tekanan wapnya, sekali gus mengurangkan NPSHa.

Tekanan Sistem Rendah: Turun naik tekanan atau air simpanan yang tidak mencukupi dalam sistem tertutup menurunkan tekanan bekas sedutan.

Pam Tinggi Diperlukan NPSH (NPSHr):

Reka bentuk pam bawaan yang lemah atau geometri salur masuk pendesak yang tidak baik/halaju salur masuk yang tinggi.

Haus atau penyumbatan pendesak, yang menjejaskan reka bentuk hidraulik asal.

5. Pencegahan & Penyelesaian

Optimumkan Reka Bentuk Sistem (Tingkatkan NPSHa):

Turunkan ketinggian pemasangan pam; gunakan sedutan banjir (paras cecair di atas garis tengah pam) di mana sahaja yang boleh.

Optimumkan paip sedutan: Pendekkan panjang, tambah diameter, minimumkan kelengkapan/injap dan bersihkan penapis/penapis dengan kerap.

Kawal suhu cecair: Pastikan operasi menara penyejuk, penukar haba, dsb. yang cekap.

Stabilkan tekanan sistem: Kekalkan tekanan dan penambahan yang betul dalam sistem tertutup.

Pemilihan & Pengubahsuaian yang Betul (Kurangkan NPSHr):

Pilih pam dengan margin yang mencukupi: Pastikan NPSHa > NPSHr dengan margin keselamatan yang mencukupi (biasanya ≥ 0.5-1.0 m).

Pilih pam tahan peronggaan: Model dengan pendesak sedutan berganda (halaju masuk yang lebih rendah) atau bilah induk.

Pengubahsuaian pendesak: Gantikan pendesak standard dengan model anti-peronggaan (memaparkan tepi salur masuk yang lebih tebal, aerofoil khas) atau bentuk semula/potong kecilkan salur masuk pendesak standard secara profesional kepada profil yang lebih tajam dan nipis.

Operasi & Penyelenggaraan:

Pelapisan/Pelapisan Keras: Sapukan bahan tahan peronggaan (cth., aloi berasaskan kobalt, tungsten karbida) melalui pelapisan laser, semburan plasma atau lapisan kimpalan.

Salutan Polimer: Gunakan salutan epoksi berprestasi tinggi untuk aplikasi yang kurang kritikal.

Pendesak yang rosak hendaklah dibaiki atau diganti dengan segera.

Elakkan operasi aliran rendah: Peredaran semula dalaman pada aliran rendah menggalakkan peronggaan. Beroperasi dalam julat operasi pilihan pam (BEP).

Gunakan Pemacu Frekuensi Boleh Ubah (VFD): Mengurangkan kelajuan pam akan mengurangkan NPSHr (berkadaran dengan kelajuan kuasa dua) dengan ketara, satu penyelesaian yang berkesan.

Perlindungan & Pembaikan Permukaan:

Ringkasan
Peronggaan pendesak dalam pam emparan merupakan isu sistemik yang timbul daripada ketidakseimbangan di mana Kepala Sedutan Positif Bersih Tersedia (NPSHa) daripada sistem tidak mencukupi untuk memenuhi Kepala Sedutan Positif Bersih Diperlukan (NPSHr) oleh pam. Penyelesaiannya terletak pada pendekatan dua hala: meningkatkan bekalan dan mengurangkan permintaan—meningkatkan NPSHa sistem sambil mengurangkan NPSHr pam. Melalui reka bentuk, pemilihan, operasi dan penyelenggaraan yang sistematik, peronggaan boleh dicegah dan diuruskan dengan berkesan.