トップ  三和義塾 
 


 

製品情報
国内主要取引先
サポート情報
三和義塾
会社情報
お問い合わせ・資料請求フォーム
 

 


◆キャビテーションとは

キャビテーション (Cavitation) とは、液体の流れの中で圧力が低くなった時、ごく短時間液体中に
小さな気泡が多数の発生し、また、短時間に消滅が起きる現象のことを指します。
液体の流れの中では、流速や流れの経路により周りの液体よりも圧力が低い部分が発生します。
この圧力が飽和水蒸気圧より高い場合は液体のままですが、圧力がごく短時間だけ飽和蒸気圧より
低くなったとき、液体中に凄く小さな「気泡核」を作り出します。この気泡核が元となり、液体の沸騰や
液中に溶け込んだ気体の遊離によって小さな気泡が多数発生します。
この小さな気泡は液への圧力が変化すると泡の大きさを変え、膨張と収縮を繰り返しながら圧力に
応じて次第に小さくなってゆくきます。小さくなる過程で硬い物質の表面近くの泡は、粘性と表面張力が
作用し、その表面に張り付きながら泡の遠い側がくぼみ、ジェットの勢いで表面に激突して泡は分裂します。


◆キャビテーションエロージョンとは

このキャビテーションが分裂消滅するときのジェット流で硬い表面にエロージョン(壊食)が発生します。
これをキャビテーションエロージョンと言います。気泡が消滅する瞬間に中心で衝突するため、
瞬間的に非常に高い圧力が発生します。これが「騒音」や「振動」を発生させ、流体機器の表面に
「へこみ」や「傷」をつけていきます。機器運転中は常時繰り返されるため、水中で小さな爆発が
常時発生している状態になります。その為、長時間経過すると機器の表面がボロボロになったり、
端が欠けたり、酷い場合は、大きな穴が開いたりします。一般的にはキャビテーションエロージョンは
船舶のプロペラやポンプの回転翼に発生することが有名ですが、ホモゲナイザーの均質バルブでも、
プランジャーポンプで加圧された高圧力の液体を、高速の液体に変換する為、キャビテーションが
発生します。また、キャビテーションエロージョンにより損傷を受けたと思われる事例があります。

左図はキャビテーションエロージョンで
侵食されたホモバルブです。

(クリックで拡大)

◆エロージョン・コロージョンとは

エロージョン・コロージョンとは、高温高圧の水、または蒸気を扱うプラント配管などに発生する『減肉
現象』の一つで、高速流体・粉体などの衝突やキャビテーションなど物理的、または機械的な作用に
よる浸食(エロージョン)と、電気化学作用によるコロージョン(腐食)が同時発生した場合をいいます。
相互作用により減肉の程度は,これらが単独で発生した場合と比較して大きくなります。
有名な事例として美浜原発の配管減肉破裂事故が有ります。
この事例は30年近い間点検を怠った例ですが、均質バルブの場合1ヶ月以内の使用で損傷する
場合も有ります。
下図均質バルブの損傷は、キャビテーションエロージョン等により不導体被膜が破壊された後、
コロージョン(腐食)が発生ためと推定されたものです。

製品ではなく、洗浄剤によりごく短時間にエロージョン・コロージョンが発生したと推定される第二均質バルブ

(クリックで拡大)

キャビテーションは、多くの場合「悪い影響」しか与えませんが、中にはキャビテーションの破壊力を
うまく利用している機器もあります。代表的なものでは、気泡が混じった水を吹き付けることで
エロージョンを意図的に発生させ、機器の洗浄、ウォータージェット切断などに利用されています。
ホモゲナイザーにおいても、キャビテーションの発生は均質効果に好影響を与えると考えられます。
しかしながら現時点では、キャビテーションの量は流体の温度、溶存酸素、圧力、流量、均質バルブの
形状等により大きく異なり、メリットの恩恵を充分享受できておりません。さらに振動騒音の発生、
脈動の発生や均質バルブ等の損傷といったデメリットにより、機械本体に致命的なダメージを与える
可能性が極めて高くなります。故に極力キャビテーションを発生させないことが必要となります。







ホモゲナイザーとは テスト室 デリテス



▲ページの先頭へ戻る
トップページ 理念・あいさつ 沿革
 

製品紹介 国内主要取引先 サポート情報 技術情報 会社情報 お問い合わせ・資料請求フォーム