Apa itu Kavitasi dalam Pompa?
Kavitasi pompa mengacu pada situasi di mana ketika tekanan pada cairan dalam pompa berkurang, cairan akan menguap, sehingga menghasilkan banyak gelembung. Gelembung-gelembung tersebut secara bertahap akan membesar.
Saat gelembung pecah, cairan berkecepatan tinggi di dalam pompa akan menghantam bagian dalam gelembung. Gaya benturan ini akan merusak pompa, mengikis badan pompa, membentuk kavitasi, dan mengurangi masa pakainya.
Mengapa Kavitasi Pompa Terjadi?
Untuk memahami mengapa pompa kavitasi Jika terjadi perubahan suhu, pertama-tama kita harus memahami sifat fisik air. Seperti yang kita ketahui, air dan uap dapat berubah menjadi satu sama lain. Ketika suhu air tetap tidak berubah dan tekanan turun ke nilai kritis, air akan menguap. Tekanan ini disebut tekanan uap.
Ketika penguapan terjadi, air akan mengeluarkan uap dan gelembung. Proses ini disebut penguapan air, dan proses penguapan inilah yang menjadi penyebab terjadinya kavitasi.
Proses Kavitasi Pompa
Pertama, tekanan pada air di dalam pompa berkurang, air menguap. Selama proses ini, sejumlah besar uap dihasilkan dan gas yang terlarut dalam air membentuk gelembung.
Saat gelembung mengalir dari area bertekanan rendah ke area bertekanan tinggi di dalam pompa berisi air, gelembung akan cepat mengembun dan pecah karena tekanan tinggi. Pada saat ini, air bertekanan tinggi akan cepat mengalir ke ruang yang sebelumnya ditempati gelembung.
Kemudian, gas dalam gelembung belum mengembun, air yang berkecepatan tinggi mengalir ke arah gelembung, memecah gelembung menjadi gelembung-gelembung kecil. Gelembung-gelembung kecil akan terus mengembun dan pecah di bawah tekanan tinggi.
Akhirnya, reaksi penguapan diulang, gelembung-gelembung pada permukaan saluran aliran dan dekat impeller akan berdampak kuat pada material, dan dalam kasus yang parah, kavitasi sarang lebah atau bahkan fraktur pada bagian yang aus akan terjadi. Gas aktif dalam gelembung-gelembung akan bersentuhan dengan logam untuk waktu yang lama, yang akan menyebabkan korosi pada logam.
Apa Penyebab Kavitasi Pompa?
Animasi Kavitasi Pompa
Kavitasi pompa merupakan masalah umum pada pompa. Banyak pengoperasian yang tidak tepat dapat menyebabkan kavitasi.
Kavitasi ditentukan oleh kemampuan anti-kavitasi pompa itu sendiri dan perangkat ujung hisap.
Berikut ini adalah beberapa alasan penting untuk kavitasi pompa.
1. Kecepatan motor terlalu tinggi
Bila kecepatan motor pompa terlalu tinggi, laju aliran pada port hisap impeller meningkat. Menurut prinsip Bernoulli, bila kecepatan meningkat, tekanan akan menurun. Bila tekanan lebih rendah dari nilai kritis tekanan uap, cairan akan menguap, yang pada akhirnya menyebabkan kavitasi pompa.
2. Resistensi pipa hisap terlalu besar
Bila pipa hisap pompa terlalu panjang, siku-sikunya terlalu banyak, atau terdapat penyumbatan pada pipa, maka tekanan cairan akan berkurang saat mengalir melalui pipa, yang dapat menyebabkan kavitasi pada pompa.
3. Tinggi pemasangan pompa terlalu tinggi
Setiap pompa memiliki parameter penting, NPSH. Bila pompa dipasang terlalu tinggi relatif terhadap level cairan, NPSHa (available net positive suck head) pompa akan lebih rendah dari NPSHr (required net positive suck head), yang akan menyebabkan tekanan hisap menurun dan terjadi kavitasi pompa.
4. Suhu cairan terlalu tinggi
Bila suhu cairan yang kita angkut terlalu tinggi, sejumlah kecil cairan dapat menguap sebelum mencapai ujung hisap, yang membuat kavitasi pompa lebih mungkin terjadi.
5. Beberapa pompa secara paralel
Ketika kondisi kerja kita lebih rumit dan kita menggunakan beberapa pompa secara paralel untuk mengangkut cairan, jika pompa paralel dikonfigurasikan secara tidak merata, laju aliran satu pompa akan terlalu kecil, tekanan di ujung hisap akan berkurang, dan kavitasi pompa akan terjadi.
Bagaimana cara mengidentifikasi kavitasi? Kerusakan kavitasi pada pompa
Kerusakan pada Bagian yang Aus
Kavitasi pompa akan berdampak pada bagian yang aus, yang menyebabkan kavitasi sarang lebah pada bagian yang aus, dan bahkan merusak atau menimbulkan korosi pada bagian yang aus.
Getaran
Bila frekuensi denyut kavitasi pompa mendekati frekuensi alami pompa saat beroperasi, maka hal itu juga akan menyebabkan pompa bergetar hebat.
Bila terjadi getaran, pengukur tekanan akan berfluktuasi.
Peningkatan Suhu Bearing
Kavitasi pompa menyebabkan pompa bergetar hebat, meningkatkan gesekan bantalan, dan menaikkan suhu bantalan. Gunakan termometer untuk mengukur suhu bantalan.
Jika suhu bantalan lebih tinggi dari biasanya, kavitasi mungkin terjadi.
Kebisingan
Bila kavitasi pompa terjadi, sejumlah besar gelembung pecah dan aliran air berkecepatan tinggi berdampak, menyebabkan kebisingan yang parah.
Suara kavitasi mirip dengan suara letupan batu yang mengenai logam, dan suara akan bertambah atau berkurang seiring dengan laju aliran.
Penurunan Efisiensi
Banyaknya gelembung yang dihasilkan oleh kavitasi pompa akan menghambat aliran air, sehingga mengakibatkan penurunan laju aliran, head pompa tidak stabil, dan efisiensi pompa berkurang.
Bila nilai pengukur aliran ditemukan 10% lebih rendah dari nilai yang diharapkan, dapat disimpulkan telah terjadi kavitasi.
Bagaimana Menghindari Kavitasi Pompa?
1. Kurangi Kecepatan Motor Pompa
Menyesuaikan kecepatan motor ke kecepatan yang sesuai menurut tabel parameter pompa atau kurva kinerja pompa akan secara efektif menghindari kavitasi.
2. Desain Pipa
Memperbaiki desain pipa hisap, mengurangi jumlah siku, memungkinkan air selalu mengalir dengan efisiensi lebih tinggi, dan mengurangi kehilangan gesekan air di dalam pipa.
3. Pasang Pompa dengan Benar
Setiap pompa memiliki margin kavitasi NPSH tertentu. Sebelum memasang pompa, pompa harus dipasang sesuai dengan parameter yang telah ditentukan untuk memastikan bahwa NPSHr lebih besar dari NPSHa.
4. Perawatan Rutin
Setelah pompa terpasang, perawatan rutin harus dilakukan sesuai dengan manual pengoperasian yang diberikan oleh produsen pompa, seperti memeriksa suhu bantalan, pemeriksaan berkala keausan impeller, getaran pompa, dll.
5. Memilih Pompa yang Tepat
Sebelum memulai proyek Anda, Anda harus bertanya kepada produsen pompa untuk merancang proyek Anda guna memastikan bahwa pompa yang Anda pilih sesuai dengan desain proyek yang diharapkan. Ini adalah cara terbaik untuk mencegah kavitasi dan meminimalkan kemungkinan terjadinya kavitasi.
Jenis-jenis Kavitasi
| Jenis-jenis Kavitasi | Menyebabkan | Lokasi Kavitasi Umum |
| Kavitasi Uap | Tekanan cairan menurun, menguap dan membentuk gelembung | Pendorong masuk |
| Turbulensi Kavitasi | Laju aliran dalam volumet atau pompa terlalu tinggi, mengakibatkan penurunan tekanan dan terbentuknya gelembung. | Permukaan pilin |
| Kavitasi Inersia | Laju aliran terlalu tinggi, menyebabkan benturan pada pompa dan terbentuknya gelembung. | Pendorong |
| Kavitasi Pusaran | Aliran air berbentuk pusaran dan gas ditarik ke dalam pompa | Pompa Masuk |
| Kavitasi Gas | Tekanan cairan berkurang dan gas yang terlarut dalam cairan membentuk gelembung | Pompa kimia |
FAQ Tentang Kavitasi Pompa
Apa itu kavitasi pada pompa sentrifugal?
1. Penyebab terjadinya kavitasi pada pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal lebih rentan terhadap kavitasi daripada pompa lainnya (pompa perpindahan positif), yang ditentukan oleh prinsip kerja pompa sentrifugal.
Prinsip kerja pompa sentrifugal adalah putaran impeller yang berkecepatan tinggi menghasilkan gaya sentrifugal untuk menyedot fluida. Akibat putaran impeller yang berkecepatan tinggi, tekanan negatif akan dihasilkan di sekitar impeller. Bila tekanan fluida di saluran masuk pompa tidak mencukupi, sebagian cairan akan menguap, sehingga uap air ikut masuk ke dalam pompa.
Ketika uap air bergerak dari saluran masuk ke impeller, yaitu dari keadaan tekanan negatif ke keadaan tekanan tinggi, gelembung akan pecah, menyebabkan pompa sentrifugal bergetar dan terjadilah kavitasi pompa.
2. Bagaimana cara mencegah kavitasi pada pompa sentrifugal?
Ⅰ. Pastikan pompa sentrifugal memiliki NPSH yang cukup untuk menghindari tekanan masuk yang terlalu rendah.
Ⅱ. Biasanya ketika laju aliran pompa sentrifugal tidak stabil, kavitasi rentan terjadi, sehingga laju aliran pompa sentrifugal yang stabil harus dikontrol.
Ⅲ. Sebelum memasang pompa sentrifugal, desain pipa yang komprehensif harus dilakukan untuk menghindari terlalu banyak siku atau pipa yang terlalu sempit.
Bila kita ganti pompa kavitasinya?
Bila terjadi kavitasi, pompa tidak perlu segera diganti. Pertama-tama kita perlu memahami penyebab kavitasi yang sebenarnya dan mencoba mengatasi penyebab spesifik kavitasi pompa.
Misalnya, kita dapat mengendalikan kecepatan pompa sesuai dengan manual pengoperasian pompa atau kurva kinerja untuk mengubah aliran atau head pompa guna memastikan bahwa pompa mempertahankan kinerja optimal.
Hanya bila kavitasi mengikis komponen inti pompa, seperti impeller dan seal, yang menyebabkan pompa berkurang efisiensinya atau tidak berfungsi sebagaimana mestinya, barulah kita perlu mempertimbangkan untuk mengganti pompa atau menghubungi teknisi purnajual produsen pompa untuk perawatan dan perbaikan profesional.
Apa itu kavitasi pompa perpindahan positif?
Dibandingkan dengan pompa sentrifugal, pompa perpindahan positif lebih kecil kemungkinannya mengalami kavitasi pompa karena prinsip kerja pompa perpindahan positif berbeda dengan pompa sentrifugal.
Prinsip kerja pompa perpindahan positif adalah memeras cairan melalui volume di dalam pompa, yaitu melalui gerakan bolak-balik pendorong atau piston, dan secara berkala mengubah volume di dalam pompa untuk mencapai fungsi menyalurkan cairan.
Karena laju aliran dan tekanannya lebih stabil dan tidak akan menyebabkan perubahan tekanan besar pada saluran masuk pompa, pompa perpindahan positif pada dasarnya tidak akan mengalami kavitasi.
Namun, hal ini tidak berarti bahwa pompa perpindahan positif tidak akan mengalami kavitasi. Ketika pompa perpindahan positif menyalurkan bubur busa, jika pompa perpindahan positif tidak dapat menghilangkan busa dengan lebih baik, maka pompa perpindahan positif dapat mengalami kavitasi.
