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Soluciones de empresas especializadas en bombas: Shanglishi te enseña cómo prevenir científicamente la cavitación en bombas de agua

Tiempo de lanzamiento:

2025-10-27

La cavitación de la bomba ocurre cuando la presión local dentro de la bomba cae por debajo de la presión de vapor saturado del líquido, lo que provoca la formación de burbujas que posteriormente colapsan en zonas de alta presión, generando vibraciones, ruidos y una disminución del rendimiento. Para prevenir eficazmente la cavitación, es necesario llevar a cabo un control integral desde múltiples aspectos, como la selección del diseño, la configuración de instalación, la regulación operativa y la gestión de mantenimiento.

Soluciones de empresas especializadas en bombas: Shanglishi te enseña cómo prevenir científicamente la cavitación en bombas de agua

Cavitación de la bomba de agua Se refiere al fenómeno en el que, cuando la presión local dentro de la bomba cae por debajo de la presión de vapor saturado del líquido, se generan burbujas en el líquido, las cuales posteriormente colapsan en áreas de alta presión, provocando vibraciones, ruidos y una disminución del rendimiento. Para prevenir eficazmente la cavitación, Es necesario realizar un control integral desde múltiples dimensiones, como la selección del diseño, la instalación y configuración, la operación, regulación y el manejo y mantenimiento.

Seleccione un tipo de bomba con excelente resistencia a la cavitación:

Al seleccionar, se debe dar prioridad a las bombas de bajo número específico de revoluciones (como las bombas centrífugas). Estas bombas cuentan con conductos de entrada del impulsor más suaves, lo que ayuda a reducir la velocidad local del flujo y, por ende, a prevenir la cavitación. Además, también es posible optar por modelos de bomba diseñados específicamente para condiciones de cavitación, como las bombas autocebantes o las bombas de transferencia mixta de líquidos y gases. Estas pueden operar de manera estable en medios que contienen aire, reduciendo significativamente el impacto de la ruptura de burbujas sobre el impulsor.

Optimización de los parámetros estructurales del impulsor:

Al diseñar, aumente el diámetro de entrada de la rueda y amplíe el área de sección transversal del conducto de entrada para reducir la velocidad de flujo en la entrada; además, utilice una rueda de doble succión (donde el líquido entra por ambos lados), lo que permite distribuir el caudal de entrada y disminuir tanto la velocidad como la pérdida de presión en un solo lado. Finalmente, adopte un diseño con bordes redondeados en el borde de entrada de la rueda para evitar vórtices locales que podrían provocar una repentina caída de presión.

Determinar razonablemente el Número de Cavitación Restante de la bomba (NPSH):

La selección de la bomba debe cumplir con las siguientes condiciones de seguridad contra cavitación: el NPSH requerido (NPSHr) debe ser menor que el NPSH disponible en la instalación (NPSHa), y este último debe contar con un margen de seguridad de 0,5 a 1 metro. En los cálculos específicos, también es necesario considerar de manera integral las pérdidas de carga tanto continuas como locales en la tubería, para garantizar que la presión efectiva en la entrada de la bomba sea, en cualquier condición de operación, superior al valor mínimo de presión requerido para resistir la cavitación.

Determinar razonablemente la altura de instalación de la bomba de agua:

La altura de instalación es clave para prevenir la cavitación, por lo que se debe controlar estrictamente la distancia vertical entre el eje de la bomba y la superficie del líquido en el tanque de succión (es decir, la altura geométrica de instalación). En el caso de líquidos comunes como agua limpia, se debe asegurar que la altura de instalación sea inferior a la altura máxima permitida de vacío de succión, evitando así que una altura excesiva provoque una presión de entrada demasiado baja.

Si se transportan líquidos a altas temperaturas o fácilmente volátiles (como agua caliente), es necesario reducir aún más la altura de instalación, ya que la presión de vapor saturado del líquido aumenta con la temperatura, lo que facilita aún más alcanzar las condiciones de cavitación.

Optimización del diseño del conducto de inhalación:

El diámetro de la tubería de aspiración no debe ser menor que el diámetro de entrada de la bomba, y se debe reducir al máximo su longitud, minimizando componentes de resistencia local como codos y válvulas (por ejemplo, un codo de 90° genera mucha más resistencia que uno de 45°, por lo que se recomienda preferir este último); además, las paredes internas de la tubería deben ser lisas para evitar que la corrosión o la formación de incrustaciones aumenten la resistencia a lo largo del recorrido. En el extremo de la tubería de aspiración se instala Válvula de fondo En ese momento, la profundidad de inmersión de la válvula inferior debe ser mayor que el doble del diámetro del tubo, para evitar la aspiración de aire.

Evite que entre aire en la tubería de aspiración:

Durante la instalación y operación, asegúrese de que todas las bridas y uniones de la tubería de aspiración estén herméticamente selladas para evitar la entrada de aire. Cualquier ingreso de aire reducirá significativamente la presión efectiva del líquido, lo que puede provocar o agravar la cavitación. Asimismo, mantenga el nivel del líquido en el tanque de succión siempre por encima de la entrada de la tubería de aspiración, evitando así eficazmente el fenómeno de "vacío". Para lograr un control estable, se recomienda incorporar un sistema complementario de monitoreo y regulación del nivel del líquido, que permita supervisar y ajustar en tiempo real la altura del nivel.

Controlar los parámetros de operación de la bomba de agua:

Evite que la bomba funcione en condiciones de flujo superior al nominal, ya que cuando el caudal es demasiado alto, la velocidad del fluido en la entrada del impulsor aumenta bruscamente y la presión disminuye significativamente, lo que puede provocar fácilmente cavitación. Si la demanda real de caudal es inferior al flujo nominal, puede controlarse el caudal ajustando la válvula de salida (en lugar de la válvula de entrada), evitando así que la restricción en la válvula de entrada provoque una reducción local de presión.

Condición de transporte estable de líquidos:

Controlar la temperatura del líquido transportado para evitar que un exceso de calor provoque un aumento de la presión de vapor saturada (por ejemplo, al transportar agua, si la temperatura aumenta de 20°C a 80°C, la presión de vapor saturada pasa de 2,3 kPa a 47,3 kPa, lo que incrementa significativamente el riesgo de cavitación).

Si el líquido contiene gas (como oxígeno disuelto), es necesario instalar un dispositivo desgasificador (como un tanque desgasificador de vacío) antes de la tubería de aspiración, para reducir el contenido de gas en el líquido.

Monitoreo en tiempo real del estado de funcionamiento:

Durante la operación, es necesario monitorear de cerca el estado de vibración y ruido de la bomba. Cuando ocurre cavitación, generalmente se acompaña de un sonido "chasqueante" de alta frecuencia, y la frecuencia principal de vibración suele concentrarse en el rango de 1000 a 5000 Hz. Se recomienda instalar sensores de vibración y detectores de ruido para realizar un monitoreo en tiempo real. Asimismo, se debe supervisar de manera interconectada la presión y el caudal a la salida de la bomba; si se observan descensos bruscos de presión y fluctuaciones intensas en el caudal, podrían ser signos tempranos de cavitación, por lo que es necesario detener inmediatamente la máquina para realizar una inspección.

Realice revisiones periódicas del desgaste del impulsor:

La cavitación puede provocar la aparición de hoyos en forma de panal en la superficie del impulsor; tras el desgaste, es necesario repararlo o reemplazarlo oportunamente (para la reparación se pueden utilizar varillas de soldadura resistentes al desgaste para realizar un sobrealimentado, o aplicar recubrimientos anticavitación mediante pulverización de cerámica, carburo de tungsteno, entre otros materiales, lo que prolonga la vida útil del impulsor). Durante la inspección, si se detectan rebabas o deformaciones en el borde de entrada del impulsor, hay que lijarlos hasta lograr una superficie lisa y restaurar así la fluidez del canal.

Limpieza de tuberías y tanque de succión:

Se deben realizar periódicamente las siguientes tareas de limpieza para prevenir la cavitación y el desgaste:

Desobstruir la tubería de aspiración : Elimina incrustaciones de cal, sedimentos y otros obstruyentes, garantizando la fluidez de las tuberías y reduciendo la resistencia al flujo.

Piscina de succión y desazolve : Eliminar los sedimentos del fondo de la piscina para evitar que las impurezas sean aspiradas hacia la bomba, lo que no solo previene la obstrucción de los conductos, sino que también protege el impulsor del desgaste por impacto.

Mantenimiento de sistemas de sellado y auxiliares:

Verifique el efecto de sellado de los sellos mecánicos y de empaque, reemplace oportunamente los sellos dañados para evitar fugas de aire; en el caso de las bombas de agua que requieren sellado con agua, asegúrese de que la presión y el caudal del agua de sellado sean estables, evitando así que la entrada de aire al interior de la bomba debido a una insuficiencia de agua de sellado.

Seleccione materiales base resistentes a la cavitación:

Aplicar un proceso de refuerzo superficial:

Para mejorar la resistencia local a la cavitación de los componentes propensos a la cavitación dentro de la bomba (como el impulsor y la sección de entrada de la carcasa de la bomba), se pueden utilizar las siguientes técnicas de tratamiento de superficie:

Tecnología de recubrimiento : Aplicar una capa de protección de alto rendimiento sobre la superficie de las piezas. Las soluciones comunes incluyen:

Revestimiento de carburo de tungsteno : Utilizando el proceso de pulverización térmica, el recubrimiento puede alcanzar una dureza superior a HV1000, con excelente resistencia al desgaste y a la cavitación, siendo especialmente adecuado para condiciones de alto impacto.

Revestimiento de cerámica : Los recubrimientos de óxido de aluminio preparados mediante pulverización por plasma combinan una excelente resistencia a la corrosión con alta dureza, siendo ideales para el transporte de medios corrosivos.

Revestimiento de aleación a base de níquel Por ejemplo, el recubrimiento de aleación Inconel, que presenta una buena tenacidad y puede amortiguar eficazmente los impactos microscópicos generados por la implosión de burbujas.

Tratamiento térmico de superficie : Mejorar el rendimiento al modificar la estructura superficial de las piezas.

Templado superficial : Al aplicar temple por alta frecuencia a la rueda de paletas, se puede aumentar su dureza superficial a más de HRC50.

Tratamiento de nitruración : Se forma una capa de nitruro en la superficie de la pieza, la cual presenta alta dureza, excelente resistencia al desgaste y mejora simultáneamente las propiedades de resistencia a la corrosión, siendo adecuada para materiales como acero inoxidable y aceros aleados.

Pulido de superficie : Pulir las superficies de los componentes que conducen el flujo, como la rueda y los conductos, hasta obtener un acabado inferior a Ra0,8 μm. Una superficie con baja rugosidad puede reducir los puntos de adhesión y ruptura de burbujas, al tiempo que disminuye la resistencia al flujo, lo que indirectamente ayuda a prevenir la cavitación.

Grupo Industrial de Bombas Shanglishi Desde su planificación en 2006, se ha convertido en una empresa que cuenta con 4 grandes centros de producción, 10 filiales y más de 20 oficinas Empresa líder en la industria. Reunimos a más de 500 profesionales dedicados a ofrecer soluciones de bombas para lodos de alta calidad a clientes de todo el mundo.

Nuestros productos están diseñados específicamente para manejar materiales altamente abrasivos, Puede adaptarse a diversas condiciones operativas complejas. Personalización precisa , actualmente se exporta a numerosos países y regiones como Estados Unidos, Brasil, Rusia, Indonesia, Sudáfrica y Medio Oriente, destacando por su amplia variedad, alta calidad, gran capacidad de producción y sólida experiencia técnica. Satisfacer continuamente las diversas necesidades de diferentes clientes.