Yeni Üyelere Özel 100 TL İNDİRİM KUPONU!
Hesabım
Sepetim
Kavitasyon, sıvı taşımada kullanılan pompaların en ciddi performans düşüşü nedenlerinden biridir. Basit bir şekilde tanımlarsak; pompa içerisindeki basıncın, sıvının buharlaşma basıncının altına düşmesi sonucu sıvının buhar kabarcıkları oluşturması ve bu kabarcıkların yüksek basınç alanında patlaması olayıdır.
Bu patlamalar metal yüzeylere mikroskobik darbeler uygulayarak zamanla kanat erozyonu, gürültü, titreşim ve verim kaybına yol açar.
POMEKA olarak, Grundfos, Wilo, Standart, Etna ve Sumak gibi markaların pompalarında yaşanabilecek kavitasyon risklerini nasıl önleyeceğinizi teknik olarak ele alıyoruz.
Kavitasyon, akışkanın lokal basıncının, buhar basıncının altına düşmesiyle oluşur.
Bu durumda sıvı, bulunduğu sıcaklıkta buhar fazına geçer ve buhar kabarcıkları oluşur.
Pompanın daha yüksek basınçlı bölgelerinde bu kabarcıklar aniden patlar ve mikro-şok dalgaları meydana gelir. Bu dalgalar, özellikle çarkın (impeller) kanat uçlarında ve emme tarafında ciddi yüzey hasarına neden olur.
Pompa sisteminde kavitasyon olup olmadığını anlamanın bazı net işaretleri vardır:
Anormal ses: Pompadan çakıl taşı veya metal sürtmesi gibi sesler gelir.
Titreşim: Pompa gövdesinde düzensiz titreşimler hissedilir.
Debi düşmesi: Pompanın çıkış debisi azalır, basma yüksekliği düşer.
Aşırı ısınma: Yüksek sürtünme ve hava kabarcıkları nedeniyle pompa ısınır.
Çark hasarı: Kanat uçlarında pitting (noktasal çukurcuklar) oluşur.
Kavitasyon, zamanında fark edilmezse pompa gövdesi ve mil yataklarında ciddi hasara yol açar.
Pompalarda kavitasyonun başlıca nedenleri şunlardır:
Yetersiz NPSH (Net Positive Suction Head)
– Pompanın emiş hattındaki basınç, sıvının buharlaşma basıncına çok yaklaşır.
Yanlış pompa seçimi
– Pompa, sistemin emme yüksekliğine uygun seçilmemiştir.
Uzun veya dar emiş hattı
– Boru sürtünme kayıpları nedeniyle emiş hattında basınç düşer.
Yüksek sıcaklık
– Sıvının sıcaklığı arttıkça buharlaşma basıncı artar, kavitasyon riski büyür.
Yetersiz sıvı seviyesi
– Emme tankındaki sıvı seviyesi düşükse, pompa hava çeker ve kavitasyon başlar.
Kavitasyon riskinin değerlendirilmesinde NPSH (Net Positive Suction Head) değeri kritik öneme sahiptir.
NPSH Available (NPSHa): Sistemde mevcut olan emme yüksekliği
NPSH Required (NPSHr): Pompanın üretici tarafından belirtilen minimum ihtiyacı
NPSHavailable=(Patm−Pv)/(ρg)+hs−hfNPSH_{available} = (P_{atm} - P_{v}) / (\rho g) + h_s - h_f
Burada:
PatmP_{atm}: Atmosfer basıncı (mSS)
PvP_{v}: Sıvının buhar basıncı (mSS)
hsh_s: Emme yüksekliği (m)
hfh_f: Emiş hattı kayıpları (m)
Kavitasyonu önlemek için:
NPSHavailable>NPSHrequiredNPSH_{available} > NPSH_{required}
olmalıdır.
Kavitasyon oluşumu, Bernoulli prensibi ile açıklanabilir.
Pompanın emme tarafındaki akış denklemi:
P1+12ρv12+ρgh1=P2+12ρv22+ρgh2+hkayıpP_1 + \frac{1}{2}\rho v_1^2 + \rho gh_1 = P_2 + \frac{1}{2}\rho v_2^2 + \rho gh_2 + h_{kayıp}
Burada P1P_1 düşerse, sıvı basıncı buhar basıncının altına iner ve buhar kabarcıkları oluşur.
Bu nedenle, sistem tasarımında basınç düşüşlerinin kontrolü ve akış hızının dengelenmesi kavitasyonu önlemede ana faktördür.
Kavitasyonun neden olduğu etkiler:
Metal erozyonu: Patlayan kabarcıklar yüzeye darbe yapar.
Performans kaybı: Verim düşer, enerji tüketimi artar.
Gürültü: Patlama etkisi “çakıl taşı sesi” oluşturur.
Titreşim: Pompa milinde dengesizlik oluşur.
Rulman ve yatak hasarı: Dengesiz yükler nedeniyle mekanik yıpranma olur.
Pompa emme hattı mümkün olduğunca kısa ve geniş olmalıdır.
Emiş borusu gereksiz dirsek, vana, filtre gibi elemanlardan arındırılmalıdır.
Emiş hattı daima yukarı eğimli olmalı, hava cebi oluşmamalıdır.
Üreticinin belirttiği NPSHr değerinin altına düşülmemelidir.
Grundfos CR serisi, Wilo Helix, Standart Pompa CHM, Etna ETP veya Sumak SKM modelleri gibi yüksek NPSH toleranslı pompalar tercih edilmelidir.
Sıvı sıcaklığı kontrol altında tutulmalıdır.
Emme hattı valfleri tam açık olmalıdır.
Pompa düşük debide çalıştırılmamalıdır (min. %30 Qdesign).
Sanal kavitasyon (inducer cavitation): Santrifüj pompalarda görülür.
Giriş kavitasyonu: Dikey milli pompaların emiş girişinde oluşur.
Kısmi kavitasyon: Çarkın belirli bölgelerinde lokalize kabarcıklar oluşur.
Özellikle yoğuşma suyu, sıcak su veya kimyasal akışkan taşıyan sistemlerde risk daha yüksektir.
Modern tesislerde Grundfos veya Wilo kontrol panelleri, sensör verilerini okuyarak kavitasyonu erken tespit edebilir.
Yapay zekâ destekli IoT sistemlerinde basınç dalgalanmaları analiz edilerek kavitasyon uyarısı verilebilir.
Örnek: Wilo-Stratos MAXO akıllı pompa, basınç dalgalanmalarını %2 hassasiyetle ölçer ve kavitasyon durumunda LED uyarısı verir.
Emiş hattı hava tahliye vanası
Titreşim sönümleyici kompansatör
Basınç tankı (denge tankı)
Filtre ve pislik tutucu (Y tipi)
Bu ekipmanlar sistemin basınç stabilitesini korur.
Bir tesisat sisteminde pompa, 5 m emme yüksekliğinde ve 35°C su ile çalışıyor olsun:
Patm=10.33 mSS,Pv=0.056 mSS,hs=−5 m,hf=1 mP_{atm} = 10.33\ mSS,\quad P_{v} = 0.056\ mSS,\quad h_s = -5\ m,\quad h_f = 1\ m NPSHa=(10.33−0.056)−5−1=4.27 mNPSH_a = (10.33 - 0.056) - 5 - 1 = 4.27\ m
Pompa datasında NPSH_r = 3.5 m verilmişse, sistem güvenli çalışır.
Ancak bu değer 3.5 m’nin altına düşerse kavitasyon başlar.
Kavitasyon hasarları genellikle:
Çark kanat uçlarında “bal peteği” şeklinde çukurcuklar,
Bronz veya paslanmaz kanatlarda gri mat yüzey deformasyonu,
Pompa milinde eksenel titreşim izleri olarak görülür.
Bu durum genellikle kullanıcılar tarafından “metal yeme” olarak tanımlanır.
Kavitasyon sadece mekanik hasara değil, enerji israfına da neden olur.
Yapılan ölçümlere göre:
Kavitasyon oluşan pompada verim %10–20 düşer.
Aynı debiyi sağlamak için motor gücü artar.
İşletme maliyeti %15’e kadar yükselir.
Bu nedenle enerji verimliliği projelerinde kavitasyon analizi şarttır.
Grundfos CR serisi dikey çok kademeli pompalar, yüksek NPSH dayanımıyla bilinir. “Low NPSH impeller” tasarımı sayesinde emme tarafında basınç düşümünü minimuma indirir.
Wilo Helix serileri, entegre hava tahliye ve kontrol modülleriyle kavitasyonu otomatik algılar.
CHM serisi pompalar, paslanmaz çark yapısıyla buhar kabarcığı erozyonuna dayanıklıdır.
Yerli üretim pompalar, özellikle basit tesisatlarda ekonomik kavitasyon koruması sunar.
Kavitasyon, pompaların sessiz düşmanı olarak bilinir. Fakat doğru hesaplama, uygun ekipman seçimi ve düzenli bakım sayesinde tamamen önlenebilir.
POMEKA olarak;
Projelendirme sürecinde NPSH analizlerini yapar,
Uygun pompa ve ekipman seçiminde danışmanlık verir,
Grundfos, Wilo, Standart, Etna ve Sumak markalarıyla uyumlu sistem çözümleri sunarız.
Unutmayın:
Kavitasyon sadece bir ses veya titreşim değildir; uzun vadede tüm pompa yatırımınızı riske atar.
POMEKA mühendislik ekibiyle iletişime geçerek sisteminizin kavitasyon analizini yaptırabilir, pompa ömrünü uzatabilir ve enerji verimliliğini artırabilirsiniz.
