کاویتاسیون (Cavitation) پدیده‌ای است که در سیستم‌های پمپاژ و جریان سیالات اتفاق می‌افتد و معمولاً به عنوان یک مشکل و ناکارآمدی در عملکرد پمپها شناخته می‌شود. این پدیده در شرایطی رخ می‌دهد که فشار سیال به مقداری کاهش می‌یابد و به اندازه‌ای که فشار سیال زیر فشار بخار آب (فشار جوی) می‌رود. در این شرایط، سیال به حالت بخار تبدیل می‌شود و حبابهای کوچکی در سیال ایجاد می‌شوند که سپس در ناحیه‌ای با فشار بالاتر می‌شکنند و باعث تولید امواج صوتی و ضربات سخت در داخل پمپ می‌شوند.
توضیح دقیق و کامل کاویتاسیون به شرح زیر است:
تشریح کاویتاسیون: کاویتاسیون به وقوع می‌پیوندد زمانی که فشار سیال در نقاطی از سیستم پمپاژ به اندازه‌ای کاهش یابد که فشار سیال زیر فشار بخار آب (فشار جوی) رود. در این شرایط، سیال تبدیل به بخار می‌شود و حبابهای بخار در سیال ایجاد می‌شوند.
ایجاد حباب‌ها: حبابهای کاویتاسیون در نقاطی که فشار به حدی پایین است که بتوانند حبابهای بخار تشکیل دهند، شکل می‌گیرند. این حباب‌ها ممکن است بسیار کوچک باشند و به طور ناگهانی در سیال تولید شوند.
انفجار حباب‌ها: حبابهای کاویتاسیون در نواحی با فشار بالاتر ترکیب می‌شوند و منجر به انفجار می‌شوند. این انفجار باعث ایجاد امواج صوتی و انفجار‌های کوچک در سیال می‌شود.
ضربات و سایش: امواج صوتی و ضرباتی که توسط کاویتاسیون ایجاد می‌شوند، می‌توانند به برنامه‌های پمپ و سیستم‌های پمپاژ آسیب برسانند. این ضربات و سایش ممکن است منجر به ساییدگی و خرابی قطعات پمپ شوند.
راه‌های کنترل: برای کنترل کاویتاسیون، معمولاً از افزایش فشار ویژه در نقاط حیاتی سیستم استفاده می‌شود. همچنین، انتخاب پمپهای مناسب و تنظیمات بهینه نیز می‌تواند به کاهش خطر کاویتاسیون کمک کند.
کاویتاسیون مشکلی است که معمولاً باید پیشگیری شود، زیرا می‌تواند به تخریب پمپها و سیستم‌های پمپاژ آب منجر شود. بهینه‌سازی تنظیمات و انتخاب پمپهای مناسب به منظور کاهش این پدیده بسیار حیاتی است.
کاویتاسیون در پمپ ها Cavitation
کاویتاسیون در پمپ ها Cavitation: آب یا هر مایع دیگری، در هر درجه حرارتی، به ازای یک فشار معين تبخیر می‌گردد. بعنوان مثال آب در فشار اتمسفر در کنار دریا در ۱۰۰ درجه سانتیگراد و یا در فشار 0.2 اتمسفر در ۲۰ درجه سانتیگراد تبخیر می‌شود.
هرگاه در حین عبور جریان مایع از داخل پروانه یک پمپ، فشار در نقطه‌ای از فشار تبخیر مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حبابهای بخاری بوجود می‌آیند که همراه مایع به نقطه‌ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می‌کنند، اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حبابهای بخار در این محل مجددأ تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف شده و با سرعت فوق العاده زیاد به اطراف و از جمله پرهها برخورد می‌نمایند. در چنین مکانی، بسته به شدت برخورد، سطح پرهها خورده شده و متخلخل می‌گردد. به این پدیده در اصطلاح کاویتاسیون در پمپ ها Cavitation می‌گویند.
پدیده کاویتاسیون در پمپ ها Cavitation برای پمپها بسیار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهی پروانه را از بین ببرد. لذا باید از رخ دادن چنین پدیده‌ای در پمپها جلوگیری شود.
در پمپهای سانتریفیوژ، به هنگام ورود مایع به داخل پروانه، به علت افزایش سرعت، فشار به طور موضعی پایین می‌آید و در نقطه‌ای نزدیک دهانه ورودی پروانه، فشار به حداقل مقدار خود می‌رسد. اگر در این نقطه (نقطه فشار مینیمم)، فشار موجود از فشار تبخیر مایع بیشتر باشد، مایع در طول حرکت خود در داخل پروانه همواره در یک فاز باقی مانده و پدیده کاویتاسیون در پمپ ها Cavitation رخ نخواهد داد.
کاویتاسیون در پمپ ها Cavitation همراه با صداهای منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه ی کاهش فشار در دهانه ورودی، به شدت این صداها افزوده می‌شود. صدای کاویتاسیون در پمپ ها Cavitation مخصوص و مشخص بوده و شبیه برخورد گلوله به یک سطح فلزی می‌باشد. همزمان با تولید این صداها پمپ نیز به ارتعاش در می‌آید و در انتها این صداهای منقطع تبدیل به صداهای دائم و شدید می‌گردد و در همین حال نیز دبی ماشین به شدت کاهش می‌یابد و یا قطع می‌گردد. به هنگام وقوع پدیده کاویتاسیون در پمپ ها Cavitation راندمان پمپ نیز کاهش می‌یابد.
خوردگی‌های شدید فلز توسط کاویتاسیون در پمپ ها Cavitation در محل بوجود آمدن حبابهای بخار نیست، بلکه هنگامی که این حباب‌ها همراه با جریان به نزدیک محل خروج از پروانه برسند، در اثر افزایش فشار به یکباره و به شدت تقطیر می‌شوند. تقطیر ناگهانی حبابهای بخار موجب کوچک شدن ناگهانی فضای اشغالی توسط بخار می‌گردد و در این حالت ذراتی از مایع که در همسایگی این ابر بخار قرار گرفته اند مجبور به پر نمودن این فضای خالی خواهند شد، این ذرات در اثر اختلاف فشار زیاد، دارای سرعت فوق العاده بالا (تا چند ده متر بر ثانیه) و همچنین فرکانس بالا (بین ۲۰۰۰۰ تا ۲۵۰۰۰ هرتز) می‌باشند. برخورد مداوم چنین ذراتی با سرعت و فرکانس بالا به سطح پره، سبب کندگی فلز و از بین رفتن آن می‌گردد و در این محل است که خوردگی‌های شدید به چشم می‌خورد.
در پمپهایی که در آنها سرعت دورانی با دبی تولیدی با درجه حرارت بالا باشد (مانند پمپهای تغذیه دیگهای بخار)، پدیده کاویتاسیون حتی در یک زمان کوتاه می‌تواند ضایعات شدیدی را موجب گردد.
فلزات مختلف در برابر کاویتاسیون در پمپ ها Cavitation مقاومت‌های گوناگونی را از خود نشان میدهند و به طور کلی تا به امروز هیچگونه فلزی یافت نشده که بتواند در مقابل کاویتاسیون Cavitation بطور کامل مقاومت نشان دهد. مقاومت فلزات در مقابل کاویتاسیون بستگی به پارامترهای مختلفی همچون نحوه ساخت و تولید فلز، سطح فلز، آلیاژهای بکار رفته، یکنواخت بودن فلز در موقع ریخته گری یا عملیات حرارتی و در نهایت درجه مقاومت فلز در مقابل خستگی دارد.
البته باید توجه داشت که خوردگی مکانیکی بر اثر کاویتاسیون با خوردگی بر اثر واکنشهای شیمیایی یا الکتروشیمیایی متفاوت می‌باشد.
