¿Qué son la aireación y la cavitación en el diseño de sistemas hidráulicos?
En cualquier batalla, es crucial identificar a los adversarios y comprender el daño potencial que pueden infligir. Este principio se aplica al diseño de sistemas hidráulicos, donde debemos abordar los problemas de aireación y cavitación. La aireación ocurre cuando el aire se mezcla o se disuelve en el fluido hidráulico, a menudo causada por fugas de aire de los sellos de la bomba, los accesorios de las tuberías y las uniones. Esto puede provocar la degradación del fluido, lo que resulta en daños a los componentes del sistema debido a la pérdida de lubricación, el sobrecalentamiento y la quema de los sellos.
La cavitación, por otro lado, implica la formación de burbujas de gas que crean cavidades de vapor en el líquido. Los cambios rápidos de presión de estas burbujas de gas provocan ondas de choque, lo que lleva a la implosión cerca de las superficies metálicas. Esta cavitación inercial provoca fatiga superficial y daños en las superficies metálicas. Para evitar la cavitación, es esencial ralentizar el flujo de fluido a través del sistema para evitar la ocurrencia de NPSHA.
Tanto la aireación como la cavitación comparten síntomas comunes, incluido el ruido anormal, como golpes o ruidos cuando el aire circula por el sistema bajo presiones variables. Además, las altas temperaturas del fluido por encima de los 180 °F (82 °C) pueden ser el resultado de factores como bajos niveles de depósito o una mayor carga de calor debido al aire comprimido, lo que daña el funcionamiento del sistema y los sellos. La pérdida de flujo y el movimiento errático de actuadores y válvulas son indicadores adicionales de aireación y cavitación.
Las consecuencias de la cavitación son graves e incluyen daños a los componentes del sistema, contaminación del fluido y fallas mecánicas. Ocurre con frecuencia en la bomba en situaciones hidrodinámicas, por lo que es esencial mantener la línea de succión de la bomba sin obstrucciones.
Los diseños inadecuados que contribuyen a la aireación y la cavitación incluyen el flujo de fluido controlado a la bomba, accesorios o conexiones sueltas en la línea de succión, bajos niveles de fluido hidráulico o NPSHA, velocidad excesiva de la bomba, viscosidad incorrecta del fluido, aceite espumoso, ventilación del respiradero del depósito bloqueada, temperatura del aceite excesivamente baja y bombas desgastadas.
La cavitación no resuelta puede provocar daños significativos y costosos tiempos de inactividad para los sistemas hidráulicos. Para evitar estos problemas, el mantenimiento adecuado y el diseño del sistema son fundamentales. La monitorización cuidadosa del sistema hidráulico puede proporcionar una detección temprana de posibles problemas.
