Kavitasjon
Kva er kavitasjon?
Kavitasjon innan hydraulikk i industrien er i praksis danning og kollaps av dampbobler eller holrom i ei væske som følge av trykkvariasjonar i systemet.
Dette fenomenet oppstår når trykket i væska fell til eit nivå der det blir lågare enn mettingspunktet til væska for damp (mettingstrykk). Når det skjer, kan væska mellombels bli omdanna til dampbobler. Mettingstrykket er trykket der det heile tida går like mykje av stoffet over i dampform som tilbake til væska igjen.
Når dampboblene deretter beveger seg til område med høgare trykk, kollapsar dei raskt og skaper ei rekke intense støyt- og lydbølger.
Denne syklusen med bobledanning og -kollaps kan gi skade på komponentar og redusere effektiviteten i hydrauliske system.
Kvifor oppstår kavitasjon?
Her er nokre av dei viktigaste grunnane til at kavitasjon oppstår innan hydraulikk i industrien:
Trykkvariasjonar
Trykkvariasjonar i hydrauliske system kan føre til at trykket mellombels fell under mettingstrykket for væska. Det kan skje når væska strøymer gjennom smale kanalar, rundt skarpe hjørne eller gjennom ventilar og dyser.
Fartsendringar
Raske endringar i væskefarten kan òg føre til trykkfall. Det kan skje når væska blir akselerert gjennom ei dyse eller innsnevring i røyret.
Endringar i høgde
Høgdeendringar i systemet kan òg påverke trykket i væska. Når væska går opp eller ned i eit system med endringar i høgde, kan det forandre trykkforholda og føre til kavitasjon.
Konsekvensar av kavitasjon
Utilsikta kavitasjon kan gi store skadar på komponentar i eit hydraulisk anlegg. Kontinuerlege danningar og kollapsar av luftbobler slit på komponentane og gir lågare yting, og til slutt blir materiala så svekte at komponentane havarerer.
Skadar i form av kavitasjon kan påverke levetida til komponentane, i tillegg til at det påverkar ytinga til anlegget.
Døme på korleis kavitasjon kan påverke eit hydraulisk anlegg:
Årsak | Forklaring |
|---|---|
| Slitasje | Når dampbobler kollapsar, kan dei generere ekstreme trykk- og støytbølger som kan føre til mikrosprekkar og slitasje på overflata av komponentar som pumper, ventilar og propellar. |
| Redusert effektivitet | Kavitasjon kan føre til redusert effektivitet i systemet ved å redusere strøymingsfarten og skape turbulens. Det kan påverke ytinga negativt. |
| Støy | Kollapsen av dampbobler i væska produserer karakteristisk støy. Det kan vere plagsamt og krevje støyvern i arbeidsmiljøet. |
| Skadar på pumper og ventilar | Hydrauliske pumper og ventilar kan vere spesielt utsette for skade frå kavitasjon, for det kan føre til pitting og erosjon av overflatene. |
Tiltak for å redusere kavitasjon
For å forhindre eller minimere kavitasjon i hydrauliske system kan du ved planlegging, prosjektering og montering av eit hydraulikkanlegg gjere fleire tiltak for å redusere faren for kavitasjon. Det same gjeld ved vedlikehald og reparasjon. Der må du alltid prøve å finne eventuelle feilkjelder til reparasjonsbehovet, og det kan kanskje vere kavitasjon.
Tiltak som bidreg til å redusere faren for kavitasjon:
auke trykket i systemet
redusere væsketemperaturen
redusere farten i væskestraumen
gjere designendringar, til dømes redusere skarpe kurver eller hindringar i strøymingsvegen
bruke spesielle materiale og belegg som er motstandsdyktige mot kavitasjonsskadar
Kan vi bruke kavitasjon til noko positivt?
Kavitasjon som fenomen kan vi bruke til reingjering av materiale.
Vi kan provosere fram kavitasjonseffekten med ultralyd. Når gassboblene som oppstår i væska, kollapsar, gir det store nok krefter på små ureinskapar til at dei blir dytta bort frå materialet som då blir reingjort.