کاویتاسیون پدیده ایست که اغلب در سیستم های هیدرولیکی در یک سری از شرایط خاص به وجود می آید در سرعتهای بالا باعث خرابی و ایجاد گودال در سطح می گردد . صدمه کاویتاسیون به سازه های طراحی شده برای سرعتهای بالا و در سد های بلند و سر ریز های بزرگ یک مشکل دائمی است .
نحوه تشکیل کاویتاسیون
هر گاه در هر قسمت از سیستم هیدرولیکی فشار سیستم به حدی پایین بیاید که به حد فشار بخار(فشار بخار فشاری است که در ان مایع شروع به جوشیدن کرده و با بخار خود به حالت تعادل می رسد) آن سیال برسد.
در این صورت بر اثر این دو عامل بلافاصله مایعی که در آن قسمت از مایع در جریان است به حالت جوشش در آمده و سیال به بخار تبدیل شده و حبابهایی از بخار به وجود بیاید.
مکانیسم خرابی در سیستم
کاویتاسیون
حباب‌های مذکور در قسمت قبل پس از طی مسیر کوتاهی به منطقه‌ای با فشار بیشتر رسیده و منفجر می‌شود و تولید سروصدا می‌کند و امواج ضربه‌ای ایجاد می‌کند و به مرز بین سیال و سازه ضربه زده و پس از مدت کوتاهی روی مرز جامد ایجاد فرسایش و خوردگی می‌کند.
corrotion تبدیل مجدد حباب‌ها به مایع و فشار ناشی از انفجار آن گاهی به ١٠٠٠ مگا پاسکال می‌رسد.
از آنجایی که سطوح تماس این حباب‌ها با بستر سرریز بسیار کوچک می‌باشند نیروی فوق‌العاده زیادی در اثر این انفجارها به بسترهای سرریز ها و حوضچه‌های آرامش وارد می‌کند.
این عمل در یک مدت کوتاه و با تکرار زیاد انجام می‌شود که باعث خوردگی بستر سرریز می‌شود و به‌تدریج این خوردگی ها تبدیل به حفره‌های بزرگ می‌شوند. این مرحله را Cavitation erosion or cavitation pitting می‌نامند.
همانطور که گفته شد ، کاویتاسیون باعث ایجاد مشکلات متعددی مانند خوردگی می‌شود.
خوردگی ناشی از کاویتاسیون در یک پمپ
این پدیده را در دستگاه‌های مختلف می‌توان شناسایی کرد و با انجام برخی اقدامات، آن را از بین برد.
مفاهیم اصلی این فرآیند به صورت کامل در بخش قبلی مورد بررسی قرار گرفت و همانطور که اشاره شد، کاویتاسیون یک موج شوک در سیال تولید می‌کند و این موج باعث ایجاد ارتعاشات مکانیکی و صدای قابل شنیدن می‌شود.
بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که شناسایی وقوع کاویتاسیون کار سختی نیست.
جلوگیری از وقوع کاویتاسیون
ساده‌ترین راه برای کاهش احتمال وقوع کاویتاسیون در یک پمپ، افزایش فشار ورودی آن است . این کار با استفاده از کاهش فاصله بین پمپ و مخزن یعنی کاهش ارتفاع پمپ و یا افزایش ارتفاع مخرن آب امکان پذیر است.
روش دیگر برای از بین بردن این پدیده، کاهش افت فشار و توربولانس جریان در مسیر جریان قبل از پمپ است.
این موضوع را می‌توان با استفاده از دو راه، انجام داد. راه اول انتخاب پمپی است که قطر ورودی یکسانی با قطر لوله دارد و راه دوم کاهش تعداد اتصالات در مسیر جریان است.
نکته دیگر که تمام تولیدکنندگان، خود را ملزم به رعایت آن می‌دانند، بحث تعمیر و نگهداری دستگاه‌ها است.
آن‌ها معتقدند که عامل اصلی برای کاهش صدمات ناشی از کاویتاسیون جدی گرفتن تعمیر و نگهداری است . به طوری که این عملیات در صنایع، تنها یک توصیه نیست بلکه یک الزام جدی در نظر گرفته می‌شود.
همچنین استفاده از مکمل‌های خنک کننده افزودنی در موتورهای دیزل برای کاهش صدمات ناشی از کاویتاسیون به صورت جدی توصیه می‌شود.
در بسیاری از کاربردهای دیگر مانند «هیدروفویل‌ها» (Hydrofoils) و «پروانه‌ها» (Propellers)، کنترل محیط بیرون کار سختی است . استفاده از روش‌هایی که در بالا اشاره شد یعنی افزایش فشار و یا دمای ورودی کاربرد زیادی ندارد.
طراحی دقیق این تجهیزات باید طوری در نظر گرفته شود که پدیده کاویتاسیون در شرایط کاری آن‌ها رخ ندهد.