Causes et prévention de la cavitation dans une pompe
La cavitation dans une pompe est un phénomène physique qui concerne toutes les installations et les machines hydrauliques en général. Ce phénomène particulier se manifeste par la formation de petites bulles, dont l’éclatement immédiat génère des ondes de choc à très haute pression qui peuvent causer de graves dommages.
L’une des pannes mécaniques les plus communes dans une pompe centrifuge est précisément la cavitation. Comme tous les équipements mécaniques en service depuis plusieurs années, les pompes peuvent être endommagées suite à l’usure de leurs composants.
Cavitation dans une pompe: description du phénomène
Ce phénomène a son origine dans la nucléation, à savoir la formation de très petits espaces pouvant constituer des noyaux pour le développement de bulles macroscopiques qui éclateront peu après. Plus précisément, il existe deux types de nucléation:
- La nucléation est homogène lorsque les variations thermiques à l’intérieur du liquide créent des vides microscopiques qui peuvent se transformer en bulles.
- La nucléation est hétérogène en présence de microparticules dispersées dans le fluide primaire ou générées par la rugosité des parois du tuyau contenant le fluide.
La tendance à la cavitation dans une pompe peut être liée à une hauteur de refoulement importante, une forte perte de charge hydraulique dans le tuyau d’aspiration, une grande différence de niveau entre la pompe et le réservoir d’aspiration et une pression de vapeur élevée du liquide aspiré.
Cavitation dans une pompe: causes et conséquences
Les causes de la cavitation dans une pompe peuvent être multiples et de différentes natures. De l’utilisation incorrecte par les opérateurs à la qualité des composants des pompes centrifuges, etc. Les produits Pompe Zanni passent haut la main tous les contrôles et les pompes sont moins sujettes à ce type de problèmes, précisément parce qu’elles sont réalisées avec les meilleurs matériaux.
La cavitation dans une pompe centrifuge dépend en grande partie de l’environnement de travail de la pompe et de ses conditions de fonctionnement.
La phase d’éclatement et d’implosion libère une quantité d’énergie pouvant causer d’importants dommages au système. Les principales conséquences néfastes peuvent être résumées comme suit :
- Une détérioration des performances de la pompe due aux turbulences provoquées par la cavitation. En termes d’efficacité, on estime qu’une diminution d’au moins 3 % est due à ce phénomène.
- Une vibration excessive de la pompe qui génère du bruit.
- L’endommagement des composants internes de la pompe dû à l’éclatement de la bulle aux abords de la paroi d’un composant. Dans ce cas, des ondes de choc érodent la surface solide. La zone où ce phénomène survient le plus fréquemment est à la sortie de la turbine, car c’est dans cette section que se produit une dépressurisation temporaire du liquide, suivie d’une augmentation de la pression.
Cavitation d’une pompe: la prévention
Pour éviter la cavitation, la pression du liquide doit être inférieure à la pression de saturation en tout point. Voici quelques précautions utiles :
- Utiliser des pompes en série ou une pompe multicellulaire, de manière à réduire la hauteur de refoulement de la pompe.
- Augmenter le diamètre du tuyau et/ou réduire la longueur du parcours d’aspiration.
- Utiliser une pompe immergée ou placer la pompe au niveau le plus bas possible.
- Réduire la température du liquide (la pression de saturation diminue).
- Diminuer les pertes de charge au sein de la pompe.
- Réduire le débit au sein de la pompe.
- Diminuer la vitesse de la turbine.
- Augmenter la pression à l’entrée de la pompe.
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