Was bedeutet Kavitation?

Kavitation bezeichnet das Phänomen, bei dem durch Druckschwankungen in einer Flüssigkeit Blasen oder Hohlräume entstehen. Diese Hohlräume kollabieren dann schlagartig und erzeugen dabei eine Schockwelle. Diese Schockwelle kann erheblichen Schaden an Maschinen und Materialien verursachen, die mit der Flüssigkeit in Berührung kommen. Kavitation kommt aus dem lateinischen cavitare und bedeutet in etwa „aushöhlen“.

Wenn Kavitation an der Oberfläche fester Körper wie zum Beispiel an einem Zahnradpumpe oder einem Ventil auftritt, dann kann es zu sogenanntem Kavitationsfraß kommen. Beim Implodieren der beschriebenen Hohlräume treten kurzzeitig extrem hohe Beschleunigungen, Temperaturen und Drücke auf. Diese führen zu mechanischen Schäden bishin zum Ausfall des Bauteils.

Welche Schäden können bei Kaviation entstehen?

Kavitation kann erhebliche Auswirkungen auf Pumpen und Turbinen haben. Hier sind einige davon:

• Schädigung der Laufräder: Kavitation führt zu schnellen Druckänderungen und dem Kollaps von Dampfblasen. Dies kann weiterhin die Oberfläche der Laufräder beschädigen und zu Erosion, Rissen oder Abplatzungen führen.
• Verminderte Effizienz: Wenn Kavitation auftritt, wird dementsprechend die Leistung der Pumpe oder Turbine beeinträchtigt. Die Effizienz nimmt ab, da die Strömung gestört wird und die Energie in der Kavitationszone verloren geht.
• Geräuschentwicklung: Kavitation erzeugt charakteristische Geräusche, die oft als “Klappern” oder “Rasseln” wahrgenommen werden. Dies kann nicht nur störend sein, sondern auch auf Schäden hinweisen. Betroffen sind zum Beispiel auch Pumpen.
• Vibrationen: Die plötzlichen Druckänderungen durch Kavitation können zu Vibrationen führen, die die Lebensdauer von Lagern, Dichtungen und anderen Komponenten verkürzen.
• Reduzierte Lebensdauer: Langfristige Kavitation kann die Lebensdauer von Pumpen und Turbinen erheblich verkürzen. Die Materialermüdung und Schädigung der Komponenten sind problematisch.

Um Kavitation zu minimieren, ist übrigens eine sorgfältige Auslegung, regelmäßige Wartung und die Verwendung geeigneter Materialien erforderlich.

Wie kann Kaviation verhindert werden?

Um Kavitation zu vermeiden, sollten folgende Maßnahmen nebenbei ergriffen werden:

• Druckanpassung: Stellen Sie sicher, dass der Druck in der Flüssigkeit möglicherweise nicht unter den Dampfdruck fällt. Dies verhindert die Bildung von Dampfblasen.
• Geeignete Materialien: Verwenden Sie Materialien, die beständig gegen Kavitationsschäden sind. Spezielle Beschichtungen oder widerstandsfähige Legierungen können helfen.
• Gute Auslegung: Sorgen Sie für eine korrekte Auslegung von Pumpen, Ventilen und Turbinen. Dies umfasst die richtige Wahl der Geometrie, Geschwindigkeit und Betriebsbedingungen.
• Entlüftung: Entlüften Sie das System regelmäßig, um gelöste Gase zu entfernen und Kavitation zu verhindern.
• Reduzierung der Fließgeschwindigkeit: Eine moderate Fließgeschwindigkeit kann dazu beitragen, Kavitation zu minimieren.
• Vermeidung von Wirbeln und Strömungsstörungen: Verhindern Sie unregelmäßige Strömungen und Verwirbelungen, die zur Kavitation führen können.

Denken Sie daran, dass schließlich die spezifischen Maßnahmen je nach Anwendung variieren können. Es ist ratsam, einen Fachmann zu Rate zu ziehen, um die besten Lösungen für Ihr System zu finden .