A prevenção de cavitação em bombas centrífugas começa antes da comissionamento. A abordagem confiável é avaliar a margem real de NPSH, pressão de vapor do líquido, geometria de entrada, suporte do rotor, disposição do selo mecânico e materiais molhados como um problema de seleção único. Isso é importante em serviços petroquímicos, químicos de carvão e de baixa temperatura porque uma bomba pode atender ao seu dever de vazão e altura manométrica, mas ainda perder estabilidade quando o nível do líquido cai, a temperatura sobe ou a linha de sucção adiciona mais perda do que o caso de projeto assumiu.
Comece com a Condição Real de NPSH
NPSHa é definido pela pressão do vaso de sucção, nível mínimo de líquido, temperatura do líquido, pressão de vapor e perdas na tubulação de sucção. NPSHr é uma característica da bomba que muda com o design hidráulico selecionado e a vazão operacional. A seleção, portanto, precisa compará-los na faixa operacional esperada, incluindo baixa vazão, vazão normal e vazão nominal, em vez de em um ponto conveniente na curva.
Dois deveres no complexo de integração de refino e química da Ilha Yulong ilustram a diferença. Uma bomba OH2 de glicol de etileno a menos 14 C operou com NPSHa de 10 m e NPSHr de 3,3 m, enquanto uma bomba OH2 de refluxo C5 funcionou com a condição muito mais apertada de 3,5 m de NPSHa e 2,5 m de NPSHr. A família de bombas sozinha não determina o risco de cavitação; o estado do fluido e o sistema de sucção sim.
Escolha a Estrutura Hidráulica para o Risco de Sucção
VS6 para Líquidos Facilmente Vaporizados e de Baixa Temperatura
Para etileno, propano, gás liquefeito e meios semelhantes propensos a vapor, uma disposição suspensa vertical pode proteger o lado de sucção, colocando a seção hidráulica abaixo do nível do líquido. O LDT(VS6) da Longgang Pump’s é uma bomba suspensa vertical multietapas de dupla carcaça com um indutor na entrada do rotor. O indutor melhora o desempenho de entrada antes do rotor principal, enquanto o suporte de mancal submerso multi-ponto ajuda a manter o eixo longo estável.
Bomba centrífuga suspensa vertical Longgang Pump LDT(VS6) é adequada para deveres onde o processo pode flash na olho do rotor e um layout de sucção convencional acima do solo deixaria pouca margem operacional.
BB1 e BB2 para Alta Vazão ou Serviço Severo de Processo
Onde a vazão é alta e o líquido é razoavelmente limpo, um rotor de dupla sucção BB1 pode reduzir a velocidade de entrada e diminuir o NPSHr, além de equilibrar grande parte da carga axial. Para fluidos de processo mais quentes, de maior pressão ou corrosivos, um BB2 montado na linha central pode manter o alinhamento da carcaça e do eixo conforme a temperatura muda. Designs BB2 também podem usar um rotor de primeira etapa de dupla sucção onde o requisito de sucção é especialmente exigente.
Bomba centrífuga química de processo dividida radialmente Longgang Pump LBD(BB2) dá aos engenheiros uma opção entre mancais quando o design hidráulico anti-cavitação deve coexistir com alta temperatura de processo, pressão ou exposição à corrosão.
VS4 para Poços de Líquido Quente e Sucção Submersa
Configurações verticais submersas também são úteis quando o líquido é quente e o vaso de sucção é a maneira prática de preservar a altura manométrica disponível. Em um projeto de alquilação, a Longgang forneceu uma bomba de sal fundido VS4 para sal de transferência de calor de 260 a 300 C e uma bomba de enxofre líquido VS4 para enxofre líquido de 125 a 155 C. O layout submerso encurta o caminho efetivo de sucção e evita tratar um líquido de alta temperatura como um dever de transferência horizontal comum.
A Seleção do Selo Mecânico é Parte da Prevenção de Cavitação
A cavitação não apenas piteia um rotor. A pulsação de pressão resultante e a vibração podem perturbar o rastreamento das faces do selo, aumentar o calor nas faces e reduzir a vida útil do mancal. O plano do selo, portanto, deve corresponder ao meio e à estabilidade esperada da condição de sucção. Um arranjo básico Plan 11 pode se adequar a água limpa, água desmineralizada e muitos deveres estáveis de hidrocarbonetos. Hidrocarbonetos quentes, líquidos que flash e meios perigosos podem exigir uma combinação mais protetora, como Plan 11 mais 52, 53A ou 53B, sujeito ao design final do sistema de selo API 682.
Uma bomba de refluxo C5 na Ilha Yulong usou Plan 11 mais 53A, enquanto uma bomba de condensado de flare de fogo usou Plan 31 mais 52. Em serviços de água de cloreto de sódio e álcali de cloro, o Plan 54 pode ser usado onde um fluido barreira fornecido externamente é necessário. Deveres VS4 de sal fundido e enxofre líquido usaram selos de embalagem com auto-lavagem de mancal deslizante, mostrando que um selo mecânico convencional não é automaticamente a melhor resposta para cada meio quente.
Os Materiais Limitam o Dano Quando Cavitação e Corrosão Combinam
A seleção de materiais não pode eliminar a cavitação, mas afeta o quão rapidamente os danos da cavitação, corrosão e desgaste se combinam. 304 e 316L são usados amplamente para água, solvente e deveres de processo moderadamente corrosivos. O serviço de lavagem de sais de amônio de carvão-químico pode exigir CD4MCu, enquanto deveres de ácido sulfúrico concentrado e gasto podem usar partes molhadas de fluoroplástico ou carcaças e rotores de 904L. Essas escolhas devem ser verificadas contra concentração, temperatura, cloretos, sólidos e o design real dos componentes molhados.
Para alimentação de água de alta pressão e serviços de processo quente, a resistência dos materiais, resistência à erosão e estabilidade térmica são tão importantes quanto a resistência nominal à corrosão. A especificação certa cobre a carcaça, rotor, eixo, camisas, anéis de desgaste e faces do selo como um sistema, em vez de nomear uma única liga resistente à corrosão para toda a bomba.
Revisão de Cavitação para Serviço Crítico
Antes de finalizar uma bomba centrífuga, verifique o nível operacional mais baixo, a temperatura máxima do líquido, a pressão do vaso, a pressão de vapor, as perdas na linha de sucção e a faixa de vazão operacional. Em seguida, selecione o projeto hidráulico de entrada, a estrutura da bomba, o plano de selagem e os materiais em conjunto. Confirme também a condição de partida, o caminho de ventilação, a operação de fluxo mínimo e o monitoramento necessário para um serviço crítico.
Conclusão
A prevenção de cavitação em bombas centrífugas é mais eficaz quando NPSH, projeto de entrada do rotor, estrutura, seleção do selo mecânico e seleção de materiais são avaliados em conjunto. Longgang Pump aplica essa lógica de engenharia às bombas BB e VS para serviços industriais de alta temperatura, corrosivos, de baixa temperatura e propensos à vaporização.
FAQ
P: Um selo mecânico pode resolver um problema de cavitação?
R: Não. Um plano de selagem pode melhorar a contenção e a confiabilidade das faces do selo, mas não pode substituir uma margem de NPSH adequada ou um projeto hidráulico de entrada adequado. Resolva primeiro a condição de sucção e, em seguida, selecione o sistema de selagem para o meio e o nível de risco.
P: Quando um indutor é útil em uma bomba centrífuga?
R: Um indutor é útil quando um líquido propenso à vaporização tem margem limitada de sucção. Ele pré-condiciona o líquido antes do rotor principal e pode reduzir a exigência de NPSHr quando está compatibilizado com todo o projeto hidráulico.
P: Uma liga resistente à corrosão impede danos por cavitação?
R: Não. Os materiais ajudam a resistir à erosão e à corrosão, mas o colapso repetido de bolhas de vapor ainda pode danificar as partes molhadas. O NPSH correto, a geometria de entrada e a faixa operacional permanecem como os controles primários.
P: Por que as bombas suspensas verticais são usadas para hidrocarbonetos liquefeitos?
R: Elas podem posicionar a seção hidráulica de primeira etapa abaixo do nível do líquido, reduzir a exposição à elevação de sucção e fornecer um layout prático para líquidos de baixa temperatura ou facilmente vaporizados, como etileno, propano e gás liquefeito.
