Cavitation คืออะไร? สาเหตุ วิธีป้องกัน และความเสียหายที่เกิดกับปั๊มน้ำ & วาล์ว

admin22387
Sep 18, 2024
1 min read

Updated: Nov 4

Cavitation คืออะไร? ทำไมถึงทำให้ปั๊มน้ำพังได้

Cavitation (คา-วิ-เต-ชั่น) หรือ โพรงอากาศ คือปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในระบบที่มีของเหลว ซึ่งทำให้เกิดฟองไอภายในท่อ ปั๊ม และวาล์ว โดยเกิดจาก ความดันของของเหลวลดลงต่ำกว่าความดันไอ (Vapor Pressure) จนของเหลวเปลี่ยนเป็นไอ

เมื่อฟองไอเหล่านี้ยุบตัวกลับเป็นของเหลว จะเกิดแรงกระแทกสูงมากจนทำให้พื้นผิวโลหะเกิดความเสียหายแบบ รูพรุน (Pitting) ซึ่งเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ชิ้นส่วนปั๊มและวาล์วสึกหรอเร็ว

ลักษณะความเสียหายจาก Cavitation

พื้นผิวโลหะเป็น รูพรุนเล็กๆ คล้ายเข็มเจาะ
ใบพัดปั๊ม / วาล์วผิวสึกกร่อน
เสียงดัง “ก๊อกๆ” หรือ "แตกตัว" ภายในปั๊ม
อัตราการไหลลดลง ประสิทธิภาพปั๊มน้ำลด

ถ้าปล่อยไว้นานอาจทำให้ปั๊มน้ำเสียหายหนัก จนต้องเปลี่ยนอะไหล่หรือเครื่องใหม่

สาเหตุการเกิด Cavitation

Cavitation เกิดได้จาก 2 ปัจจัยหลัก:

1) ความดันลดลง (Pressure Drop)

เกิดในระบบดูดของปั๊ม (Suction side)
เกิดบริเวณวาล์วหรี่ (Control valve)
เกิดจากการไหลผ่านคอคอดหรือจุดหักมุม

เมื่อความดันตกต่ำกว่าความดันไอ น้ำจะกลายเป็นไอทันที

2) อุณหภูมิของของเหลวเพิ่มขึ้น

ของเหลวที่ร้อนขึ้นมีแนวโน้มระเหยเป็นไอง่ายกว่า เช่น

ระบบน้ำร้อน
งานเครื่องกลในโรงงานพลังงาน

Cavitation คืออะไร

ระบบปั๊มน้ำ: Cavitation เกิดขึ้นอย่างไร?

กรณีปั๊มน้ำ มักเกิดที่ ด้านดูด (Suction side) เมื่อ:

ระดับน้ำต่ำเกินไป
ท่อดูดเล็กเกินไปหรือยาวเกินไป
มีฟองอากาศอุดตันในท่อ
ฟิลเตอร์หรือเช็ควาล์วตัน
น้ำมีอุณหภูมิสูง

ถ้า Suction Pressure < Vapor Pressure ของเหลวจะกลายเป็นไอ แล้วพอเข้าสู่ใบพัดความดันเพิ่มกลับเป็นของเหลวอีกครั้ง ทำให้ฟองไอยุบและกัดกร่อนพื้นผิวใบพัดอย่างรุนแรง

ระบบวาล์ว: ทำไม Cavitation เกิดขึ้นได้?

มักเกิดเมื่อ วาล์วหรี่หรือปิดมากเกินไปทำให้ความเร็วของของเหลวเพิ่มสูง และความดันลดลงจนเกิดไอ เมื่อผ่านหน้าวาล์วไปความเร็วลดลง ความดันเพิ่ม → ฟองไอยุบตัว → วาล์วเสียหาย