Presse und News des Pumpenherstellers EDUR
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Kavitation bei Pumpen

29.06.2018

Kavitation in Pumpen: Ursachen, Anzeichen und Auswirkungen

Was ist Kavitation, was sind ihre Ursachen und zu welchen Auswirkungen führt sie - die Antworten finden Sie hier.

 

Kavitation ist ein strömungstechnisches Phänomen, das schädlich für Pumpen ist. Häufig gestellte Fragen zu diesem Thema betreffen die Ursachen von Kavitation in Pumpen sowie die Auswirkungen auf das Betriebsverhalten, die Zuverlässigkeit und den Materialverschleiß. 

 

Grundsätzlich hängt Kavitation damit zusammen, dass ein Stoff drei unterschiedliche Aggregatzustände einnehmen kann - fest, flüssig und gasförmig. Ob ein Stoff als Gas, Flüssigkeit oder Feststoff vorliegt, wird neben der Temperatur auch vom Druck bestimmt. 

 

Die Ursachen und Anzeichen von Kavitation

Die Temperatur eines Stoffes, der als Fördermedium eine Pumpe durchströmt, bleibt im Allgemeinen recht konstant. Der Druck hingegen fällt beim Eintritt in die Pumpe aufgrund von Strömungsverlusten und Querschnittsänderungen zunächst ab. Wenn nun der Druck soweit sinkt, dass der Dampfdruck unterschritten wird und das Fördermedium anteilig verdampft, dann bilden sich Gasblasen in der Strömung. Dieser Effekt, also das Entstehen der Gasbläschen, wird als Kavitation bezeichnet.

 

Das Ausmaß der Kavitation wird dabei von unterschiedlichen Eigenschaften des Fördermediums beeinflusst:

Auswirkungen von Kavitation auf Pumpensysteme

Bereits die entstandenen Kavitationsbläschen können das Förderverhalten der  Pumpe beeinflussen, wenn sie sich zu größeren Gasansammlungen zusammenschließen und den Strömungsquerschnitt einengen.

Besonders problematisch wird es jedoch dadurch, dass die Gasbläschen mit der Strömung fortgetragen werden. Sie gelangen dann in Gebiete, in denen der Druck wieder steigt. Der höhere Druck zwingt das Gas in den Bläschen zum Übergang zurück in den flüssigen Aggregatzustand. Die Bläschen implodieren dabei schlagartig, so dass schnelle Flüssigkeitsströme, sogenannte Micro-Jets, entstehen.

 

Wenn diese Micro-Jets auf Bauteile der Pumpe stoßen, wirken starke Kräfte auf die Oberflächen. Neben lauten Geräuschen sind Materialschädigungen in Form der sogenannten „Kavitationserosion“ die Folge.

Diese Beschädigungen zeigen sich nie am Ort des Entstehens der Kavitation, sondern in einer mehr oder weniger großen Entfernung, wo die Dampfblasen zusammenfallen. Vorhandene Schutzschichten auf dem Werkstoff werden zerstört. Dadurch kann die Oberfläche ständig chemisch angegriffen werden. Auf diese Weise kann es selbst bei schwach ausgebildeter Kavitation zu erheblichen Materialabtragungen kommen.

Kavitation ist somit im Betrieb einer Pumpe unbedingt zu vermeiden. Dazu muss konstruktiv und anlagenseitig sichergestellt werden, dass der Zulaufdruck im Pumpeneinlauf - ausgedrückt durch den verfügbaren NPSH-Wert - ein entsprechendes Minimum nicht unterschreitet. 


Kavitation ist ein strömungstechnisches Phänomen, das schädlich für Pumpen ist.



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