کاویتاسیون چیست و چه عوارضی برای سیستم تصفیه آب دارد؟

کاویتاسیون یکی از پدیده های ناخواسته در سیستم های پمپاژ و تصفیه آب است که می تواند منجر به آسیب جدی به تجهیزات و کاهش راندمان سیستم شود. این پدیده زمانی رخ می دهد که فشار مایع در بخش هایی از سیستم به کمتر از فشار بخار آن برسد، در نتیجه حباب های بخار تشکیل می شوند و با افزایش مجدد فشار، این حباب ها می ترکند و باعث ایجاد موج های ضربه ای می شوند. کاویتاسیون می تواند به قطعات داخلی پمپ طبقاتی، گیج فشار و ممبران های دستگاه تصفیه آب صنعتی آسیب برساند. در این مطلب از آبین، به بررسی کامل پدیده Cavitation، علائم و راهکارهای مقابله با آن می پردازیم.

کاویتاسیون یا حفره زدایی چیست؟

کاویتاسیون (Cavitation) به معنای تشکیل و انفجار سریع حباب های بخار در یک مایع به دلیل افت فشار است. این پدیده معمولاً در سیستم هایی رخ می دهد که سیال در حال عبور از پمپ ها یا لوله ها دچار تغییرات ناگهانی فشار می شود. در دستگاه تصفیه آب صنعتی، زمانی که فشار مایع درون پمپ های طبقاتی کاهش پیدا کند، آب شروع به تبخیر کرده و حباب های ریز بخار در آن ایجاد می شود. با عبور آب از پروانه پمپ و ورود به ناحیه ای با فشار بالاتر، این حباب ها به سرعت می ترکند و باعث ایجاد نیروهای مخرب مکانیکی می شوند. این اتفاق منجر به سایش تدریجی قطعات پمپ، کاهش راندمان، افزایش مصرف انرژی و حتی خرابی کامل تجهیزات می شود. کاویتاسیون به سه دسته اصلی تقسیم می شود:

•    کاویتاسیون هیدرودینامیکی که ناشی از تغییرات فشار در داخل مایع است.
•    کاویتاسیون اولتراسونیک که با استفاده از امواج صوتی ایجاد می شود.
•    کاویتاسیون شیمیایی که در واکنش های شیمیایی و تولید رادیکال های آزاد نقش دارد.

در سیستم های تصفیه آب، نوع هیدرودینامیکی بیشترین تأثیر را دارد و لازم است راهکارهای مناسبی برای کنترل آن در نظر گرفته شود.

علت ایجاد کاویتاسیون در دستگاه تصفیه آب صنعتی

عوامل مختلفی می توانند منجر به کاویتاسیون در دستگاه تصفیه آب صنعتی شوند، اما رایج ترین آن ها شامل موارد زیر می شوند:

عوارض کاویتاسیون برای سیستم تصفیه آب RO

کاویتاسیون می تواند تأثیرات مخرب زیادی بر عملکرد سیستم های تصفیه آب صنعتی داشته باشد، از جمله:

•    آسیب به پمپ های طبقاتی: ترکیدن حباب ها باعث ایجاد ضربات مکانیکی شدید روی پروانه پمپ ها شده و منجر به تخریب تدریجی آن ها می شود.
•    خرابی گیج فشار: تغییرات ناگهانی فشار در اثر Cavitation، می تواند موجب کاهش دقت و حتی خرابی گیج های فشار شود.
•    کاهش راندمان سیستم: کاویتاسیون باعث کاهش کارایی پمپ ها و در نتیجه کاهش فشار آب ورودی به ممبران های سیستم RO می شود.
•    افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری: به دلیل فرسایش و خرابی قطعات، هزینه های تعمیر و تعویض قطعات به طور چشمگیری افزایش می یابد.

تست و آزمایش کاویتاسیون در دستگاه تصفیه آب صنعتی

تست و آزمایش کاویتاسیون در دستگاه تصفیه آب صنعتی یکی از مراحل حیاتی در ارزیابی عملکرد و کارایی این سیستم ها به شمار می آید. در این فرآیند، مهندسان از روش های مختلفی برای اندازه گیری و ارزیابی میزان و شدت Cavitationاستفاده می کنند. به طور معمول از گیج فشار برای رصد تغییرات فشار در نقاط حساس سیستم بهره گرفته می شود تا در صورتی که فشار ورودی پمپ کاهش یابد و شرایط لازم برای تشکیل حباب های بخار فراهم شود، به سرعت تشخیص داده شود. همچنین، بررسی میزان سر و صدا، ارتعاشات و تغییرات الکترونیکی ناشی از ترکیدن حباب های بخار، اطلاعات ارزشمندی در مورد وضعیت کاویتاسیون ارائه می دهد.

آزمایش های تخصصی بر روی سیستم های تصفیه آب صنعتی معمولاً شامل انجام تست های طولانی مدت تحت شرایط مختلف عملیاتی است تا عملکرد واقعی سیستم در برابر تغییرات دما و فشار به دقت بررسی شود. این آزمایش ها علاوه بر ارزیابی عملکرد دستگاه، اطلاعات لازم را در مورد مقاومت ساختاری اجزای داخلی مانند پروانه ها و گیج فشار فراهم می آورد. استفاده از داده های به دست آمده از این تست ها به بهبود طراحی و بهینه سازی سیستم های تصفیه آب صنعتی کمک شایانی می کند و نقش مهمی در کاهش هزینه های نگهداری و افزایش عمر مفید تجهیزات دارد.

علائم نشان دهنده کاویتاسیون در سیستم تصفیه آب

کاویتاسیون در سیستم های تصفیه آب می تواند به تجهیزات آسیب جدی وارد کند، اما شناسایی به موقع علائم آن می تواند از خسارت های بیشتر جلوگیری کند. برای مثال یکی از مهم ترین نشانه های Cavitation، ایجاد صدای غیرعادی و شبیه ضربه یا ترکیدن حباب در پمپ ها است که ناشی از انفجار حباب های بخار درون مایع است. در صورت مشاهده علائم زیر، بررسی سریع سیستم و رفع مشکلات احتمالی ضروری است تا از کاهش عملکرد و خرابی تجهیزات جلوگیری شود.

•    سر و صدای غیرعادی از پمپ
•    افت فشار ناگهانی در گیج فشار
•    لرزش های شدید در پمپ
•    کاهش دبی خروجی آب
•    فرسایش یا خوردگی در پروانه و قطعات داخلی پمپ

راه های جلوگیری از کاویتاسیون در سیستم تصفیه آب

برای جلوگیری از بروز این پدیده در سیستم های تصفیه آب، راهکارهای زیر پیشنهاد می شود:

•    افزایش فشار ورودی پمپ: یکی از مهم ترین روش های جلوگیری از این پدیده، اطمینان از تأمین فشار کافی در ورودی پمپ های طبقاتی است.
•    کاهش دمای آب ورودی: هرچه دمای آب پایین تر باشد، فشار بخار آن کمتر شده و احتمال ایجاد حباب های بخار کاهش می یابد.
•    استفاده از پمپ های کم دور (Low NPSH Pumps): برخی پمپ ها برای کار در شرایط کم فشار طراحی شده اند و احتمال Cavitationدر آن ها کمتر است.
•    بررسی و نگهداری مداوم گیج فشار: بررسی مرتب گیج فشار و اطمینان از عملکرد صحیح آن می تواند از کاهش فشار ناگهانی جلوگیری کند.
•    اصلاح مسیر لوله کشی و کاهش افت فشار: کاهش تعداد اتصالات و خم های تند در لوله کشی ورودی پمپ، افت فشار را کم کرده و احتمال کاویتاسیون را کاهش می دهد.
•    حذف هوای محلول در آب: استفاده از سیستم های هواگیری برای حذف حباب های گاز از آب می تواند خطر بروز این پدیده را کاهش دهد.
•    نصب فیلترهای مناسب در مسیر ورودی آب: جلوگیری از ورود ذرات معلق به پمپ ها، مانع از ایجاد اختلال در فشار و بروز کاویتاسیون می شود.

با توجه به این موضوع که شناسایی علائم اولیه این پدیده و اجرای راهکارهای پیشگیری، می تواند عمر مفید دستگاه تصفیه آب را افزایش داده و هزینه های نگهداری را کاهش دهد، برای دریافت مشاوره تخصصی در این زمینه می توانید با شماره 02179137 تماس بگیرید و با کارشناسان متخصص آبین در ارتباط باشید.