Pencegahan Kavitasi Pada Pompa EBARA

Akibat Kavitasi Pada Impeller Pompa EBARA

Untuk menghindari kavitasi pada pompa sentrifugal Khususnya pompa EBARA , tekanan fluida pada semua titik dalam pompa harus dipertahankan diatas tekanan jenuh. Jumlah yang digunakan untuk menentukan  supaya  tekanan zat cair yang dipompa mampu mengindari kavitasi adalah tinggi tekan hisap dikenal dengan NPSH (Net Positive Suction Head).

NPSH yang tersedia (NPSHa) adalah perbedaan antara tekanan hisap pompa dengan tekanan jenuh ketika zat cair dipompa.

NPSH yang dibutuhkan (NPSHr) adalah NPSH minimum untuk menghindari kavitasi

Kondisi yang harus ada untuk menghindari kavitasi adalah bahwa NPSH yang tersedia harus lebih besar atau sama dengan NPSH yang dibutuhkan, secara matematis dapat dititunjukan sebagai berikut:

NPSHa ≥ NPSHr

Rumus untuk NPSHa adalah sebagai berikut

NPSHa = P hisap – P jenuh

Ketika pompa sentrifugal menghisap dari tangki ataupaun penampungan yang lain, tekanan pada saat hisap  dalah jumlah dari tekanan absolute pada permukaan zat cair yang ada ditanki ditambah tekanan sehubungan dengan perbedaan elevasi antara permukaan zat cair dengan hisapan pompa dikurangi kehilangan head yaitu gesekan pada saluran hisap dari tanki ke pompa.

NPSHA = Pa + Pst - hf - Psat

Dimana:

NPSHA                        =   Tinggi tekan hisap yang tersedia

Pa                                          =   Tekanan absolute pada permukaan zat cair

Pst                                        =  Tekanan akibat perbedaan antara permukaan zat cair dengan hisapan pompa

hf                                           =  Kehilangan head pada pipa hisap

Psat                                      = Tekanan jenuh ketika zat cair dipompakan

Mencegah Kavitasi

Jika pompa sentrifugal dalam kondisi kavitasi, beberapa perubahan dalam desain sistem  atau pengoperasian mungkin diperlukan untuk menambah NPSH_A  diatas NPSH_R dan menghentikan kavitasi. Salah satu metode untuk menambah NPSH_A adalah menambah tekanan pada hisapan pompa. Sebagai contoh jika pompa menghisapa dari tanki tertutup, selain itu bisa meninggikan level zat cair didalam tanki atau menambah tekanan pada daerah diatas zat cair untuk menambah tekanan hisap. Cara lain yang mungkin untuk menambah NPSH_A dengan mengurangi temperatur zat cair yang dipompakan.Pengurangan temperatur zat cair yang dipompakan mengurangi tekanan jenuh yang akibatnya menikan NPSH_A. Mengulang modul sebelumnya  pada perubah panas yang mana uap kondensor biasanya didinginkan lebih rendah dari temperatur jenuh, hal ini disebut penekanan kondensator, untuk mencegah kavitasi pada pompa kondensator.

Jika kehilangan head pada pipa hisap pompa dapat dikurangi, NPSH_A akan ditingkatkan. Banyak cara untuk mengurangi kehilangan head termasuk menambah diameter piapa, mengurangi jumlah elbow, katup dan fiting pada pipa, mengurangi panjang pipa.

Hal yang mungkin untuk mengehilangkan kavitasi adalah dengan mengurangi NPSH_R untuk pompa. NPSH_R yang diberikan pompa tidak selalu sama pada semua kondisi, tetapi tergantung faktor yang pasti. NPSH_R dari pompa meningkat signifikan  ketika jumlah aliran meningkat. Oleh karena itu, pengurangan jumlah aliran  yang melalui pompa dengan pengecilan katup buang akan mengurangi NPSH_R. NPSH_R juga tergantung pada kecepatan pompa. Semakin cepat impeler pompa berputar  maka semakin besar NPSH_R. Karena itu kecepatan sebagai sebuah variable dikurangi, NPSH_R  pompa akan berkurang. Bagaimanapun, selama jumlah aliran pompa adalah sering didikte oleh kebutuhan sistem dimana pompa dihubungkan, hanya penyetelen terbatas yang dapat dilakukan tanpa menambah paralel pompa, jika ada.

Tinggi tekan hisap yang dibutuhkan untuk mencegah kavitasi  adalah ditentukan melelui uji coba oleh perusahaan pompa dan tergantung berepa faktor termasuk tipe masuk ke impeler, desain impeler, jumlah aliran pompa, kecepatan putar impeler, dan jenis zat cair yang dipompakan. Pabrikan biasanya memberikan  kurva NPSH_R ketika fungsi aliran pompa digunakan untuk zat cair yang khusus (biasanya air), di buku manual pompa.

Kurva Karakteristik Pompa Sentrifugal

Untuk mempertahankan pompa beroperasi pada kecepatan konstan, jumlah aliran yang melalui pompa tergantung pada perbedaan tekanan atau head yang dihasilkan oleh pompa. Head terendah, maka jumlah aliran tertinggi. Buku manual untuk spesifikasi pompa dinamakan kurva karakteristik pompa. Setelah pompa dipasang di sistem biasanya dicoba untuk memastikan bahwa jumlah aliran dan head pompa sesaui dengan spesifikasi yang dibutuhkan. Tipe kurva karakteristik sebuah pompa sentrifugal ditunjukan pada gambar 11. Ada beberapa hal yang terkait dengan kurva karakteristik pompa yang harus ditentukan.

Shut off head  adalah maksimum head yang dapat dihasilkan oleh pengoperasian pompa sentrifugal pada kecepatan tertentu.

Pompa run out adalah aliran maksimum yang dapat dihasilkan oleh pompa sentrifugal tanpa merusak pompa. Pompa sentrifugal dirancang dan dioperasikan terhindar dari kondisi pompa runout  atau pengoperasian shut off head. Tambahan informasi mungkin ditemukan didalam handbook pada bab thermodinamika, transfer panas, dan aliran fluida.

Perlindungan Terhadap Pompa Sentrifugal

Pompa sentrifugal kehilangan head ketika pompa itu dioperasikan tanpa ada aliran yang melewatinya, sebagai contoh dengan katup buang yang tertutup, atau dilawan dengan check  valve.Jika katup buang tertutup dan tidak ada saluran kecil aliranpun  yang disediakan pada pompa, impeler akan mengaduk volme air  yang sama ketika berputar didalam rumah pompa. Ini akan meningkatkan temperatur zat cair (akibat gesekan) didalam rumah pompa pada titik dimana akan timbul uap air. Uap air dapat menimbulkan terhentinya aliran pendingin paking pompa, bearing, penyebab keausan dan panas. Jika pompa beroperasi pada jumlah yang kurang dengan waktu yang lama, pompa akan rusak. Ketika pompa dipasang dalam sebuah sistem seperti yang mungkin mengalami shut off head secara berkala, pompa ini memerlukan beberapa hal untuk perlindungan pompa. Salah satu cara untuk melindungi pompa beroperasi tanpa ada head  adalah menyediakan jalur ulang  dari saluran buang pompa yang mengalir dari katup buang, yang kembali untuk mensuplai pompa. Saluran sirkulasi ulang ini harus diukur untuk memberikan jumlah aliran yang cukup pada pompa untuk mencegah kelebihan panas dan kerusakan pompa. Proteksi mungkin juga dilakukan dengan menggunakan sebuah kontrol aliran otomatis. Pompa sentrifugal harus juga diproteksi dari aliran maksimal. Aliran maksimal dapat menyebabkan kavitasi dan juga kelebihan panas pada motor pompa akibat kelebihan arus. Salah satu cara untuk memastikannya adalah selalu ada hambatan aliran pada saluran buang pompa untuk mencegah kelebihan aliran yang melalui pompa, dengan memasang katup throttle atau orifice pada setelah saluran buang. Rancangan sistem pemipaan yang baik sangat penting untuk mencegah pompa mengalir secara maksimal.

Gas Terjebak

Gas  terjebak dari pompa sentrifugal adalah kondisi  dimana rumah pompa terisi dengan gas atau  uap air pada titik dimana impeller tidak cukup lama bertemu dengan fluida yang cukup terhadap fungsinya secara benar. Impeler memutar gelembung gas, tetapi tidak dapat mendorong fluida melalui pompa. Ini dapat membuat masalah pendinginan untuk paking pompa dan bearing. Pompa sentrifugal didesain  sehingga rumah pompanya penuh terisi dengan zat cairselama pompa beroperasi. Banyak pompa sentrifugal tetap dapat beroperasi ketika sejumlah kecil  gas yang terus bertambah  didalam rumah pompa, tetapi sistem pompa mengandung larutan gas yang tidak dirancang bisa melakukan ventilasi dengan sendirinya, harus dilakukan pengeluaran secara manual untuk memastikan gas tidak mengembang dalam rumah pompa.

Priming Pompa Sentrifugal

Banyak pompa sentrifugal yang tidak dapat melakukan priming sendiri. Dengan kata lain, rumah pompa harus diisi denganzat cair sebelum pompa dihidupkan, atau pompa tidak akan menjalankan fungsinya. Jika rumah pompa kemasukan dengan uap atau gas, impeller menjadi mengikat gas  dan tidak mampu memompakan. Untuk memastikan pompa tetap terpriming dan tidak ada gas terjebak, banyak pompa sentrifugal diletakan dibawah level sumber dimana pompa menghisap dengan sendirinya. Efek yang sama dapat didapatkan dengan memberikan zat cair dibawah tekanan yang disuplaikan dengan pompa lain yang diletakan pada saluran hisap.