A cavitação é o fenômeno físico que ocorre a formação e o colapso repentino de bolhas de ar cheias de vapor. O processo acontece principalmente no interior de sistemas hidráulicos, quando a pressão estática absoluta local desce abaixo da pressão de vapor do líquido bombeado, que é a pressão à qual o líquido começa a ferver e evaporar.
Quando essas bolhas de vapor no corpo do líquido atingem a superfície metálica, altas solicitações mecânicas são impostas, causando o desgaste das superfícies dos metais.
Quando uma bomba começa a cavitar, o seu nível de barulho aumenta (comparável ao de um martelo batendo nas paredes da máquina), pode se tornar extremamente quente – principalmente ao redor do eixo e rolamento dianteiro, pode haver movimentos irregulares dos cilindros, apresentar dificuldade em alcançar a pressão total e apresentar uma aparência leitosa no óleo.
A cavitação é muito prejudicial tanto para a bomba como para o sistema hidráulico. Veja abaixo os problemas que o acontecimento deste fenômeno pode resultar.
- Quando as bolhas de vapor existem em número elevado, formam um agrupamento obstrui parcialmente o canal do impulsor, afetando a altura manométrica gerada pela bomba e a sua eficiência.
- Durante o fenômeno, o fluxo de caudal através do impulsor é turbulento, resultando no aumento das vibrações na bomba.
- O impacto das bolhas de vapor na superfície metálica é suficientemente forte para danificar a sua estrutura e provocar erosão. Estima-se que a pressão localizada no ponto de impacto é cerca de 105 bar. Por efeito da erosão, a proteção superficial do material é perdida, causando o aumento da sua degradação.
O que pode provocar a cavitação da bomba:
- dimensionamento incorreto da tubulação de sucção;
- filtro ou linha de sucção obstruídos;
- reservatórios “despressurizados”;
- filtro de ar obstruído ou dimensionamento incorreto;
- óleo hidráulico de baixa qualidade;
- procedimentos incorretos na partida a frio;
- óleo de alta viscosidade;
- excessiva rotação da bomba;
- conexão de entrada da bomba muito alta em relação ao nível de óleo no reservatório.
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Com a adoção de algumas ações de prevenção, você irá contribuir para o não aparecimento deste fenômeno. Confira nos tópicos abaixo o que pode ser feito.
- Garanta uma determinada margem de segurança entre a pressão registada à entrada do impulsor e a pressão de vaporização do fluido. A diferença entre esta pressão de entrada e a pressão de vaporização, é chamada de NPSH. O ideal é que o NPSH disponível deve ser maior que o NPSH requerido.
- A superfície do rotor da bomba deve ser perfeitamente regular. Irregularidades neste elemento da bomba acentuam o efeito destrutivo da cavitação.
- Atenção à qualidade do equipamento. Bombas hidráulicas que possuem componentes mais resistentes à corrosão diminuem a possibilidade de o problema acontecer. Em ordem crescente, os materiais mais resistentes à corrosão são: ferro fundido, alumínio, bronze, aço fundido, aço doce laminado, bronze fosforoso, bronze manganês, aço Siemens-Martin, aço níquel, aço cromo (12Cr), ligas de aço inoxidável especiais.
- Apenas as mangueiras de vácuo devem ser utilizadas na entrada da bomba, elas possuem uma espiral metálica interna que evita o estrangulamento e, consequentemente, diminui a possibilidade de entupir a tubulação de entrada da bomba.
- Algumas bombas não conseguem funcionar com óleo pesado ou correrão risco de cavitação. Então, atenção para a viscosidade do óleo e para o tipo de bomba utilizada.
- Durante o tempo de frio, principalmente para equipamentos que operam ao ar livre, utilize um óleo com o índice de viscosidade mais alto possível. Trabalhar com este índice acima do recomendado, minimiza a alteração da viscosidade no frio e contribui para a não variação da temperatura do óleo.
- Atenção para a qualidade do óleo. Um produto de baixa qualidade aumenta a formação de verniz e lamas.
- O aumento do tamanho do filtro de sucção, quando possível, pode contribuir para a prevenção.
- Siga a velocidade recomendada, da bomba, pelo fabricante.
