อาจหาญ ณ นรงค์
ผู้ช่วยผู้จัดการแผนกวิศวกรรมและซ่อมบำรุง
บริษัท โยโกฮาม่า ไทร์ แมนูแฟคเจอริ่ง (ประเทศไทย) จำกัด

จากในตอนที่ 1 เราได้กล่าวถึงความรู้เบื้องต้นในเรื่องของแรงดันไอและรายละเอียดต่าง ๆ ของค่า NPSH ในระบบปั้มซึ่งเป็นที่มาของการเกิดคาวิเทชั่น ในตอนนี้จะกล่าวถึงรายละเอียดในแง่มุมต่าง ๆ ของปรากฏการณ์การเกิดคาวิเทชั่น

จากที่ได้กล่าวนำไว้ในหัวข้อแรกของบทความ ในเรื่องการเกิดโพรงไอหรือคาวิเทชั่น ฟองไอเกิดขึ้นจากการที่น้ำที่ผ่านปั้มมีแรงดันลดลงจนต่ำกว่าแรงดันไอของน้ำที่สภาวะนั้น ๆ ดังรายละเอียดในตารางที่ 1 ซึ่งสาเหตุหลัก ๆ ของการเกิดโพรงไอนั้นจะมาจากทางดูดของปั้มเช่น

- เกิดการรั่วซึมของทางดูดเป็นเหตุให้อากาศจากภายนอกเข้ามายังภายในท่อทางดูดและส่งผลให้แรงดันของทางดูดลดลง
- การติดตั้งปั้มที่สูงจากระดับผิวน้ำเกินไปโดยไม่คำนึงถึงผลกระทบจากแรงดันไอจนทำให้ค่า NPSH ลดน้อยหรือไม่เพียงพอที่จะให้ปั้มสามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์
- อุณหภูมิของน้ำสูงเกินไปจึงทำให้แรงดันไอของน้ำมากขึ้นเป็นเหตุให้ค่า NPSH ลดลง
- รอบการหมุนของปั้มผิดปกติ
- และสาเหตุอื่น ๆ ที่เกิดจากสภาพการทำงานและการติดตั้งของปั้ม

ก่อนที่จะมาทำความเข้าใจกระบวนการการเกิดคาวิเทชั่น เรามาทำความเข้าใจกับความหมายของคำว่าคาวิเทชั่นกันก่อน คำว่า "Cavitation" นั้นมีรากศัพท์มาจากภาษาละตินคำว่า "Cavus" ซึ่งแปรว่าโพรงหรือถ้ำ แต่การเกิดสภาวะการเกิดคาวิเทชั่นกับน้ำนั้นเกิดจากการที่น้ำเกิดการขยายตัวออก เนื่องจากเมื่อแรงดันของน้ำลดลงต่ำกว่าแรงดันไอน้ำบริเวณดังกล่าวจะเกิดการขยายตัวและเดือดกลายเป็นไอ โดยที่เราจะมองเห็นเป็นฟองอยู่ในน้ำและภายในฟองน้ำนั้นก็จะเป็นที่อยู่ของไอน้ำ ดังนั้นในภาษาไทยเราจึงเรียกปรากฏการณ์แบบนี้ว่า "โพรงไอ" ซึ่งมีกระบวนการเกิดขึ้นเป็นลำดับดังนี้คือ

รูปที่ 21 ภาพจำลองการยุบตัวของโพรงไอ (Implosion)

1. น้ำมีสภาวะแรงดันที่ต่ำกว่าแรงดันไอ เกิดขึ้นในสภาวะต่าง ๆ เช่น เมื่อน้ำไหลผ่านท่อดูดที่ค่า NPSH ต่ำ หรือไหลผ่านปลายหรือขอบใบพัดที่เคลื่อนโดยการหมุนที่ความเร็วสูง

2. เมื่อน้ำอยู่ในสภาวะที่แรงดันต่ำกว่าแรงดันไอ ก็จะทำให้น้ำบางส่วนเกิดการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นไอหรือแก๊ส และจะเกิดการขยายตัวทำให้เกิดเป็นฟองไอ (Bubbles) โดยที่ข้างในของฟองนั้นเต็มด้วยไอน้ำซึ่งเกิดจากการระเหยตัวของน้ำ ทำให้ปริมาตรของฟองไอนั้นเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ถ้าจะคิดกันแบบง่าย ๆ ว่าการขยายตัวเชิงปริมาตรมีมากแค่ไหนให้เราคิดว่าน้ำมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศถึง 800 เท่าดังนั้นเมื่อน้ำเกิดการระเหยกลายเป็นไอปริมาตรของฟองไอที่ขยายตัวออกนั้นจะต้องมากกว่า 800 เท่าของปริมาตรน้ำ ซึ่งโดยทั่ว ๆ ไปแล้วการขยายตัวเชิงปริมาตรของฟองไอที่เกิดขึ้นสามารถเพิ่มขนาดจากสถานะของเหลวเป็นสถานะไอได้ถึง 1,700 เท่า

3. ในกรณีที่การเกิดคาวิเทชั่นมีมาก ฟองอากาศเล็ก ๆ ที่เกิดขึ้นหลาย ๆ ฟองจะรวมตัวกันเป็นฟองไอขนาดใหญ่เมื่อเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันซึ่งสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าในลักษณะที่เป็นสายการเคลื่อนที่ของฟองอากาศ  และกระแสฟองอากาศเหล่านี้จะเคลื่อนที่เข้าชนวัตถุที่มันเคลื่อนที่ผ่าน

4. ที่สภาวะเดียวกัน การเกิดคาวิเทชั่นจะมากน้อยต่างกันขึ้นอยู่กับชนิดของของเหลว ของเหลวที่มีแรงดันไอต่ำ เช่น น้ำมัน หรือแอลกอฮอล์ จะเกิดคาวิเทชั่นได้ง่ายและมากกว่าน้ำหรือของเหลวที่มีแรงดันไอสูงกว่า

5. กระบวนการสุดท้ายของการเกิดคาวิเทชั่นคือ เมื่อฟองไอเคลื่อนที่ผ่านจากจุดที่มีแรงดันต่ำที่ทำให้เกิดคาวิเทชั่นไปสู่จุดที่มีแรงดันสูง เช่นเคลื่อนที่ผ่านจากท่อทางดูดเข้าสู่ใบพัดของปั้มและผ่านเข้าไปยังผนังของเรือนปั้ม ในระหว่างที่ความดันของน้ำเพิ่มขึ้นนั้น แรงดันจากน้ำรอบ ๆ ฟองไอจะทำการกดอัดให้ฟองไอดังกล่าวมีปริมาตรเล็กลงและเปลี่ยนสภาวะจากไอกลับกลายเป็นของเหลวจนยุบตัวไปในที่สุด

โดยที่กระบวนการยุบตัวนี้เป็นไปอย่างรวดเร็วภายในเสี้ยววินาที ซึ่งเราเรียกกระบวนการนี้ว่าการยุบตัวของโพรงไอ (Implosion) ซึ่งการที่ฟองไอยุบตัวจากสภาวะไอกลายเป็นของเหลวกลับกันกับการเกิดฟองไอ

คือมันจะยุบตัวจาก 1,700 เท่าเหลือเพียง 1 เท่าโดยปริมาตรนั้นทำให้ปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกมาภายในช่วงเวลาอันสั้น ๆ และการยุบตัวนั้นจะเป็นไปอย่างไม่เป็นระเบียบแบบแผน ซึ่งสิ่งที่จะส่งผลกับชิ้นส่วนของปั้มก็คือหากการยุบตัวเกิดบนชิ้นส่วนใดของปั้ม เช่นปลายใบพัด ผนังของเรือนปั้ม หรือวาล์วต่าง ๆ ก็จะเกิดแรงดันมหาศาลมากระแทกตรงจุดนั้นตลอดเวลาจนทำให้จุดหรือบริเวณดังกล่าวเกิดการสึกหรอและเสียหายในที่สุดดังรูปที่ 22

รูปที่ 22 กระบวนการยุบตัวของฟองไออันเนื่องมาจากแรงดันของน้ำที่สูงขึ้น ในรูปเป็นการยุบตัวที่พื้นผิวของชิ้นส่วนของปั้ม

ดังที่กล่าวมาตั้งแต่ตอนต้นแล้วว่าในการยุบตัวของโพรงไอนั้นเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและรุนแรงในขนาดของไมโครสเกลหรือขนาดที่เล็กมาก  โดยที่ขนาดของฟองไอมีขนาดตั้งแต่เป็นหน่วยไมครอน (µ) จนถึงขนาดที่ตาของเรามองเห็น แต่เนื่องจากการเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องจึงทำให้ร่องรอยของความเสียหายปรากฏขึ้นทั่วไปบนพื้นผิวของปั้มในจุดที่เกิดคาวิเทชั่น โดยสรุปแล้วจากปรากฏการณ์การเกิดคาวิเทชั่นมีการปลดปล่อยพลังงานออกมาขณะที่ฟองไอเกิดการยุบตัวจากฟองไอเป็นของเหลวถึง 1,700 เท่าในบางส่วนของของน้ำหรือของเหลวอื่น ๆ และผลกระทบที่เกิดขึ้นดังนี้คือ

- แรงดัน (Pressure) โดยเฉลี่ยจะอยู่ที่ประมาณ 800 ถึง 10,000 บาร์ (12,000 psi to 150,000 psi) ในขณะที่ฟองไอเกิดการยุบตัวอย่างรวดเร็ว โดยที่แรงดันจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความเร็วและความรุนแรงในการยุบตัวที่เกิดขึ้นของฟองไอ

- อุณหภูมิ (Temperature) ที่เกิดจากการยุบตัวของฟองไอนั้นสูงถึง 6,427 ^๐C ถึง 9,727 ^๐C

- ปริมาตร (Volume) ที่เปลี่ยนแปลง ปริมาตรจะเปลี่ยนแปลงโดยปริมาตรจะลดลงมากที่สุดถึง 1,700 เท่าจากฟองไอในสถานะแก๊สไปสู่สถานะของเหลว

- เวลา (Time) เวลาที่เกิดการยุบตัวนั้นสำหรับฟองไอขนาดเล็กเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วมากซึ่งส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นเร็วกว่า 2 µsec (1 µsec =1/1000 วินาที)

- ขนาด (Size) ขนาดฟองไอของปรากฏการณ์คาวิเทชั่นที่เกิดขึ้นนั้นมีตั้งแต่ขนาดเล็ก มองด้วยตาเปล่าไม่เห็นจนถึงขนาดที่ใหญ่ขึ้นมาซึ่งสามารถที่จะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมีขนาดตั้งแต่ 10–100 ไมครอน (µm)

จากรายละเอียดที่กล่าวมานั้นเราจะเห็นว่าสภาวะการเกิดคาวิเทชั่นนั้นเป็นการเปลี่ยนแปลงสภาวะที่เกิดขึ้นอย่างรุนแรง   รวดเร็วและต่อเนื่องเป็นระยะเวลานาน และในกรณีจุดที่ฟองไอเกิดการยุบตัวบนพื้นผิวของชิ้นส่วนภายในของปั้มนั้นเลี่ยงไม่ได้กับการชำรุดและสึกหรอกับจุดหรือพื้นผิวที่เกิดคาวิเทชั่นขึ้นหากไม่หาวิธีในการป้องกันและแก้ไขให้ปัญหานี้ไม่เกิดขึ้นอีก

คาวิเทชั่นที่เกิดขึ้นที่ทางดูดของปั้ม นั้นมีสาเหตุมาจากการที่ค่า NPSH ที่มีอยู่หรือ NPSHA ไม่เพียงพอกับการทำงานอย่างสมบูรณ์ของปั้มซึ่งตามทฤษฎีในการติดตั้งปั้มนั้นค่า NPSHAจะต้องมากกว่าหรือไม่น้อยกว่า NPSHR แต่สำหรับในทางปฏิบัติแล้วบางครั้งเราก็ไม่รู้ว่าต้องมากกว่าเท่าไหร่ถึงจะพอดีกับการทำงานที่สมบูรณ์ของปั้ม

โดยปกติแล้วถ้าถามว่า NPSHA ต้องมากกว่า NPSHR อย่างน้อยเท่าไหร่นั้น คำตอบคือขึ้นอยู่กับชนิดและรูปแบบของปั้ม ชนิดของของเหลวที่ปั้มสูบ อัตราการไหลของปั้มตลอดจนอุณหภูมิของของเหลวเหล่านั้น หลายสิ่งหลายอย่างที่สลับซับซ้อนรวมกัน จริง ๆ แล้วผู้เขียนเชื่อว่าถ้าถามผู้ที่มีประสบการณ์เขาก็จะตอบได้ว่าในสภาวะใดจะต้องมากกว่าอย่างน้อยเท่าไหร่

โดยทั่วไปแล้วคาวิเทชั่นนั้นเกิดขึ้นในปั้มเกือบจะทุกตัว เนื่องจากการทำงานของปั้มโดยปกติแล้วแรงดันในปั้มจะต้องเปลี่ยนแปลงไปตามที่ของเหลวไหลผ่านส่วนต่าง ๆ ของปั้มอยู่แล้ว แต่ถ้าหากการเกิดคาวิเทชั่นขึ้นเพียงเล็กน้อย ไม่ส่งผลเสียหายและผลกระทบต่อประสิทธิภาพปั้มจนมากมายเกินไปแล้วก็ถือว่าเป็นเรื่องปกติ ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่า ค่า NPSHA จะต้องมากกว่า NPSHR อย่างน้อยเท่าไหร่นั้น คำตอบก็คือ ในระดับที่ไม่เกิดความเสียหายกับปั้มในระยะยาวและไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของปั้มในระดับที่ยอมรับได้นั่นเอง

สาเหตุเกิดจากการที่น้ำหรือของเหลวไหลผ่านปั้มด้วยอัตราการไหลที่น้อยเกินไป สามารถเกิดได้ทั้งสองฝั่งคือฝั่งทางดูด (Suction Side) และฝั่งทางส่ง (Discharge Side) ด้วยสาเหตุในการเกิดที่เหมือนกันคือการไหลกลับของน้ำจากฝั่งหนึ่งไปอีกฝั่งหนึ่ง เมื่อน้ำสองส่วนไหลผ่านใกล้ ๆ กันในทิศทางการไหลที่ตรงกันข้ามกัน น้ำส่วนหนึ่งจะเกิดการไหลวนแบบ Turbulence ด้วยความเร็วสูง ดังนั้น แรงดันต่ำจะส่งผลให้สามารถเกิดฟองไอขึ้นได้ในจุดนั้น

รูปที่ 23 Recirculation Cavitation

เกิดจากการที่ของเหลวหรือน้ำที่ปั้มดูดเข้าไปทางตาปั้มเกิดการไหลย้อนกลับ เนื่องจากความเร็วที่สูงและเกิดการไหลหมุนวนใกล้ ๆ กับตาของใบพัด (Impeller Eye) ตาดูดของปั้ม (Suction Nozzle) และจากการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงดังกล่าวจึงทำให้แรงดันของน้ำหรือของเหลวลดลงต่ำกว่าแรงดันไอและเป็นผลให้เกิดฟองไอขึ้น ความเสียหายที่เป็นตัวบอกว่าเกิดจากคาวิเทชั่นเนื่องจากการไหลวนกลับทางด้านดูดจะเกิดขึ้นบนใบพัดด้านดูด ใกล้ ๆ กับตาของใบเวน

จะเกิดขึ้นเมื่อน้ำหรือของเหลวเคลื่อนที่ออกจากปั้มตรงทางส่ง (Discharge Side) โดยผ่านท่อส่งที่อัตราการไหลต่ำ ๆ น้ำหรือของเหลวอาจไหลย้อนกลับเนื่องจากแรงเหวี่ยงของปั้ม ทำให้บริเวณดังกล่าวเกิดการไหลของน้ำแบบหมุนวนที่ความเร็วสูง และแรงดันลดลงต่ำกว่าแรงดันไอ ทำให้เกิดฟองไอขึ้น ความเสียหายจะเกิดขึ้นในด้านจ่ายของปั้มเช่นที่เส้นรอบวงด้านนอกของใบพัด (Impeller Periphery) ด้านในของท่อส่งและบริเวณท่อที่อยู่ติดกับท่อส่ง

การเริ่มเกิดคาวิเทชั่นของปั้ม ส่วนมากจะเกิดขึ้นตลอดเวลาที่ปั้มทำงานเนื่องจากการเกิดการไหลแบบปั่นป่วน (Turbulence) เนื่องจากการหมุนของใบพัดของปั้มทำให้แรงดันของน้ำตรงจุดนั้นลดลงต่ำกว่าแรงดันไอ โดยทั่ว ๆ ไปแล้วปั้มที่ใช้อยู่นั้นจะเกิดคาวิเทชั่นบ้าง แต่เนื่องจากไม่มากนักจึงทำให้ส่งผลกระทบและทำความเสียหายให้กับตัวปั้มได้น้อย แต่สำหรับปั้มที่ใช้กับบางงานเช่น ปั้มที่ใช้กับน้ำของระบบชิลเลอร์ (Chilled Water Systems) ปั้มที่ใช้ป้อนน้ำเข้าสู่บอยเลอร์ (Boiler Feed Pumps) นั้นจะต้องคำนึงถึงเรื่องปัญหาของการเริ่มคาวิเทชั่นให้มาก  

1. ของเหลวที่มีความหนาแน่นสูง เช่น น้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำที่ใช้ในการระบายความร้อน โดยทั่ว ๆ ไปแล้วถ้าหากน้ำเหล่านั้นมีอุณหภูมิสูงขึ้นกินกว่า 60 ^๐C ก็จะเสี่ยงต่อการเกิดคาวิเทชั่น เนื่องจากแรงดันไอจะเพิ่มสูงขึ้นเป็นอย่างมาก

2. ความเร็วรอบของปั้ม เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความเร็วรอบของปั้มจะทำให้ความเร็วในการหมุนของใบพัดเปลี่ยนซึ่งจะส่งผลให้แรงดันที่ทางดูดและแรงดันที่ปลายใบพัดลดลง ถ้าหากความเร็วรอบของปั้มสูงขึ้น เช่นปั้มที่มีการเปลี่ยนแปลงความเร็วรอบได้ นั่นหมายความว่าการเกิดคาวิเทชั่นก็จะง่ายขึ้นกว่าเดิม

3. ระบบสูบน้ำที่มีความแตกต่างของแรงดันมาก (Systems with high ?P Values) คือระบบที่มีแรงดันทางด้านจ่ายสูง เนื่องจากระบบที่มีแรงดันด้านจ่ายสูงนั้นผลต่างทางด้านแรงดันในตัวปั้ม คือระหว่างศูนย์กลางของปั้มหรือศูนย์กลางของใบพัด (Impeller) กับแรงดันที่ปลายใบพัดหรือใกล้ ๆ กับผนังเรือนปั้มมีความแตกต่างกันมาก โดยที่ศูนย์กลางของใบพัด สำหรับปั้มแบบแรงเหวี่ยงมีแรงดันต่ำ แต่ที่ปลายใบพัดมีแรงดันสูงดังนั้นโอกาสที่จะเกิดคาวิเทชั่นก็มีมาก

4. ระบบที่มีความสูงของของเหลวดูดบวกสุทธิที่เป็นจริง (NPSHA) มากกว่าความสูงของของเหลวดูดบวกสุทธิของปั้ม (NPHSR) น้อยหรือมีค่าเผื่อ NPSHAน้อย ดังนั้นเมื่อตัวแปรอื่น ๆ เปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อย เช่นอุณหภูมิน้ำสูงขึ้น หรืออัตราการไหลของน้ำเพิ่มขึ้น โอกาสที่จะเกิดคาวิเทชั่นก็จะมีมากขึ้นเช่นกัน

ปัจจัยหนึ่งที่ทำให้เกิดคาวิเทชั่นได้ก็คือการที่ช่องว่างระหว่างปลายใบพัด (Impeller) ของปั้มกับจุดตัดน้ำ (Cut Water) น้อยเกินไป จึงทำให้เกิดการไหลแบบปั่นป่วนตรงจุดนี้และเกิดคาวิเทชั่นเป็นช่วง ๆ ส่วนความเสียหายที่เกิดจากคาวิเทชั่นที่เกิดขึ้นจะเกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งโดยทั่ว ๆ ไปแล้วจุดที่เสียหายจะเกิดขึ้นที่ตรงกึ่งกลางของจุดตัดน้ำ (Cut Water Center) ที่ปลายและที่ขอบของใบพัด (Impeller) 

รูปที่ 24 แสดงระยะระหว่างจุดตัดน้ำและใบพัดของปั้ม

ในบางครั้งการที่ปั้มลดประสิทธิภาพลงก็เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดคาวิเทชั่น ซึ่งในกรณีที่ระบบเป็นปกติอยู่ในตอนแรก บางครั้งการรั่วในระบบหรือการสึกกร่อน สึกหรอของอุปกรณ์ในระบบและปั้มก็คือสาเหตุที่ทำให้ปั้มลดประสิทธิภาพลงดังนั้นจึงเป็นสิ่งจำเป็นที่เราต้องทำความเข้าใจกับสิ่งผิดปกติที่จะทำความเสียหายกับระบบและนำไปสู่กระบวนการในการเกิดคาวิเทชั่น เพื่อลดความเสียหายที่เกิดขึ้นในระบบ  

เพราะเมื่อเราเข้าใจและสามารถคาดคะเนกับสิ่งต่าง ๆ ที่เป็นสาเหตุของคาวิเทชั่น เช่นความสึกหรอและการสึกกร่อน  ตลอดจนการรั่วที่เกิดขึ้นในระบบแล้ว ก็จะสามารถพยากรณ์สิ่งที่เกิดขึ้นได้เพื่อที่จะสามารถแก้ไขได้ทันท่วงที

ปั้มที่ทำงานอยู่ภายใต้การเกิดคาวิเทชั่นนั้น ถ้าหากมีการกัดกร่อนหรือปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นในเวลาพร้อมกันจะทำให้ความเสียหายที่เกิดขึ้นนั้นลุกลามไปอย่างรวดเร็ว เช่นปั้มที่ใช้กับสารเคมีหรือปั้มที่ใช้สูบน้ำที่มีความเป็นกรดสูงเพราะเนื่องจากคาวิเทชั่นที่เกิดขึ้นจะส่งผลให้ผิวนอกของใบพัดและเรือนปั้มสึกหรอย่างรวดเร็ว รวมถึงสารเคมีหรือสิ่งที่เคลือบหน้าวัสดุดังกล่าวก็จะหลุดออกจากนั้นก็เร่งให้เกิดการออกซิชั่นเกิดขึ้นในตอนหลัง ในกรณีที่เกิดเหตุการณ์อย่างนี้ขึ้นการแก้ไขอีกทางนึงคือการเปลี่ยนมาใช้ปั้มที่ทั้งใบพัดและตัวเรือนทำมาจากสเตนเลส

ไม่มีวัสดุใด ๆ ที่สามารถที่จะทนการเกิดคาวิเทชั่นได้ดีที่สุด แต่เราสามารถเลือกวัสดุปั้มให้เหมาะสมแก่การใช้งานให้เหมาะสมกับคุณสมบัติและคุ้มค่ากับการลงทุนเท่านั้นเอง ในการใช้งานปั้มนั้นถ้าไม่มีการเกิดคาวิเทชั่นขึ้น ปั้มเหล็กหล่อหรือวัสดุธรรมดาเช่นทองเหลืองก็สามารถที่จะใช้งานได้ยาวนานเป็นสิบ ๆ ปีโดยไม่เกิดปัญหา

1. ปั้มที่ต้องทำงานในสภาวะที่มีการกัดกร่อนสูง เช่น น้ำที่มีส่วนประกอบของคลอรีน, น้ำเกลือหรือสารเคมีที่เป็นตัวเร่งการออกซิเดชั่นอื่น ๆ
2. ปั้มที่มีอัตราการไหลต่ำแต่แรงดันสูง–ในกรณีที่ใช้งานไปนาน ๆ ก็อาจทำให้เกิดการเกิดคาวิเทชั่นแบบไหลวนได้เนื่องจากช่องว่างที่น้อยเกินไประหว่างใบพัด (Impeller) กับตัวเรือนปั้ม
3. ระบบปั้มที่มี NPSHA ต่ำ ในการทำงานระยะยาวของปั้มที่ค่า NPSHA ไม่เพียงพอ
4. ระบบที่มีความแตกต่างระหว่างด้านดูดและด้านส่ง (dP or ?P) หรือแรงดันตกคร่อมปั้มสูง
5. ระบบที่มี NPSHAใกล้เคียงกับ NPSHR จนในบางครั้ง NPHSA ต่ำกว่า NPSHR ในสภาวะดังกล่าวการลด NPSH จะเป็นการลดการเกิดคาวิเทชั่น

1. Cast Iron (เหล็กหล่อ)
2. Leaded Bronze (ทองเหลือง)
3. Cast Carbon Steel (เหล็กเหนียวหล่อ)
4. Manganese Bronze 
5. Monel
6. Cast Iron-CA-15, CA6-NM, CF-8M (เหล็กหล่อ CA-15, CA6-NM, CF-8M)
7. Stainless Steel (Cast Precipitation, Cast Duplex) (สแตนเลส)
8. Cast Nickel Aluminum Bronze
9. Titanium
10. Cast Barbarized 12% Chromium Stainless, Chrome-manganese austenitic Stainless

การเกิดคาวิเทชั่นในปั้มนั้นในกรณีที่เป็นคาวิเทชั่นที่ไม่รุนแรงหรือน้อยจะไม่สามารถฟังเสียงได้ แต่ในกรณีที่การเกิดในระดับที่รุนแรงจะแสดงออกมาชัดเจนในรูปของเสียงผิดปกติที่สามารถจะฟังได้ซึ่งก็คือเสียงของคาวิเทชั่น  สำหรับคนที่เคยมีประสบการณ์กับคาวิเทชั่นจะสามารถแยกแยะเสียงที่ผิดปกติดังกล่าวออกและสามารถบอกถึงลักษณะการเกิดตลอดจนระดับความรุนแรงได้ ซึ่งเสียงที่เกิดจะเป็นไปตามลักษณะการเกิดและความรุนแรงที่เกิดขึ้นได้ดังรายละเอียดต่อไปนี้

1. การฟังเสียงผิดปกติของปั้มขณะทำงาน (ใช้กับน้ำหรือของเหลวที่มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับน้ำ)
2. เสียงฉ่าคล้าย ๆ เสียงทอดหมูหรือทอดปลา (Crackling or Sizzling Sound) 
3. เสียงเหมือนกับกรวดหรือเม็ดโลหะจำนวนมากวิ่งชนเรือนปั้มอย่างรวดเร็วดังกราวอย่างต่อเนื่อง (Small Steel Shot Rapidly Striking Against Metal)

4. เสียงดังซู่ ๆ เหมือนเสียงวิทยุหรือโทรทัศน์เปิดเสียงดังตอนที่ไม่มีสัญญาณหรือปิดสถานีแล้ว
5. สำหรับคาวิเทชั่นแบบไหลวนเสียงดังที่เกิดขึ้นนั้น จะเป็นลักษณะเสียงเคาะหรือเสียงฉ่าคล้าย ๆ กับเสียงทอดปลาแต่ลักษณะที่เกิดจะต่างกับคาวิเทชั่นแบบอื่น
6. เสียงแหลมความถี่สูง (High Pitch Squeal)
7. เสียงแหลมคล้ายเสียงพ้องความถี่สูง

เสียงที่เกิดจากการไหลที่อัตราการไหลสูง ๆ ในขณะที่วาล์วเปิดสุดนั้น ไม่สามารถบอกได้ว่าเกิดคาวิเทชั่นเนื่องจากเสียงที่เกิดจากการไหลผ่านวาล์วด้วยอัตราการไหลสูง ๆ นั้นจะมีเสียงคล้าย ๆ กับเสียงของการเกิดคาวิเทชั่นในปั้ม ซึ่งเสียงดังกล่าวจะมีลักษณะความถี่สูงเช่นกัน เช่นเสียงซู่ ๆ

เสียงที่เกิดจากคาวิเทชั่นนั้น หากคนที่ไม่มีความชำนาญแล้วก็ยากที่จะจำแนกการเกิดคาวิเทชั่นจากการฟังเสียงได้  ซึ่งสำหรับรายละเอียดของเสียงที่เกิดจากคาวิเทชั่นนั้น มีดังนี้คือ

1. หากเสียงที่เกิดขึ้นมีน้อยหรือหายไปเมื่อลดอัตราการไหล คาวิเทชั่นน่าจะเกิดขึ้นตรงทางดูดของปั้ม
2. หากเสียงที่เกิดขึ้นมีน้อยหรือหายไปเมื่อเพิ่มอัตราการไหล น่าจะเกิดคาวิเทชั่นแบบไหลวน (Recirculation Cavitation) ในปั้ม
3. หากเสียงที่เกิดขึ้นลดลงเมื่อแรงดันทางดูดเพิ่มขึ้น จะเกิดจากคาวิเทชั่นที่ทางดูด

สภาพการชำรุดของชิ้นส่วนของปั้มที่เกิดขึ้นเป็นสิ่งที่บ่งชี้ที่ดีที่สุดถึงการวิเคราะห์การเกิดคาวิเทชั่นและสาเหตุที่เกิดขึ้น โดยทั่วไปจะพิจารณาจากตำแหน่งที่เกิดความเสียหายของชิ้นส่วนของปั้ม เพราะสามารถบอกเราได้ว่าการเกิดคาวิเทชั่นนั้นเกิดขึ้นที่จุดไหน มากแค่ไหนและน่าจะมีสาเหตุมาจากอะไร

รูปที่ 25 แสดงตำแหน่งที่เสียหายจากคาวิเทชั่นแบบหมุนวนที่เกิดบนจุดต่าง ๆ ของใบพัด

รูปที่ 26 แสดงการหมุนวนของน้ำในปั้ม ทางด้านดูดและด้านจ่าย

จากรูปที่ 27 เราจะเห็นว่าเกิดจากสึกหรออย่างหนักที่บริเวณขอบด้านนอกทั้งสองด้านของใบพัด (Impeller) เป็นความเสียหายที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเกิดคาวิเทชั่นหมุนวนตรงทางออกอย่างรุนแรง (Discharge Recirculation Cavitation) ยิ่งไปกว่านั้น การเกิดคาวิเทชั่นแบบหมุนวนตรงทางออกจะทำให้รอบโหลดแบบการรุน (Cyclic Axial Thrust Loads) ขึ้นในแนวแกนสามารถทำให้เกิดการล้าตัวของเพลาขึ้น

ซึ่งในปั้มนั้นมีโบลต์ยึดใบพัดไว้กับเพลาดังนั้นจึงทำให้ความเค้นดังกล่าวเกิดขึ้นกับโบลต์ด้วย และทำให้โบลต์ดังกล่าวเกิดการเสียหายเนื่องจากความล้าในที่สุด ส่วนรูปที่ 30 แสดงให้เห็นถึงความเสียหายที่เกิดขึ้นบนปลายด้านหน้าและด้านหลังใบเวนของใบพัด

รูปที่ 27 การเสียหายจากคาวิเทชั่นแบบหมุนวนทางจ่าย                รูปที่ 28 การเสียหายจากคาวิเทชั่นแบบหมุนวนทางจ่ายที่ปลายใบพัด

ภาพสองภาพด้านบนแสดงถึงภาพใบพัดอันเดียวกันซึ่งเสียหายจากคาวิเทชั่นตรงทางดูด ซึ่งความเสียหายจะเกิดขึ้นที่ด้านข้างของใบพัด ตรงด้านข้างของใบเวนจะเกิดการสึกกร่อนอย่างมากเนื่องจากถูกปะทะด้วยกระแสคาวิเทชั่น การเกิดคาวิเทชั่นที่ทางดูดนั้น รูปแบบของการเกิดคาวิเทชั่นที่เกิดขึ้น จะเกิดตรงทางเข้าก่อนที่จะมาถึงใบพัดและเมื่อน้ำที่เป็นคาวิเทชั่นเคลื่อนที่เข้ามาถึงใบพัดนั้นก็จะทำให้เกิดการกัดเซาะขึ้นที่ใบเวนจุดที่ตรงกับตาปั้มและรอบ ๆ บริเวณดังกล่าวของใบพัด ในกรณีที่เกิดความเสียหายขึ้นทางด้านแรงดันของใบเวน (ด้านหลังของใบเวนมีความเงา) มีสาเหตุมาจากการเกิดคาวิเทชั่นแบบไหลวนที่ทางดูด  

ในกรณีของการเกิดคาวิเทชั่นตรงทางดูดที่รุนแรงโดยกระแสน้ำที่เกิดคาวิเทชั่นเกิดขึ้นก่อนที่จะถึงตัวปั้ม และเมื่อผ่านใบเวน แรงดันของน้ำเพิ่มขึ้นทำให้ฟองไอดังกล่าวเกิดการยุบตัวและแรงจากการยุบตัวดังกล่าวจะทำให้เกิดความเสียหายเกิดขึ้นที่ขอบใบเวนดังที่เห็นในรูปที่ 29 และรูปที่ 30

รูปที่ 29 การเสียหายจากคาวิเทชั่นแบบหมุนวนทางดูด

รูปที่ 30 การเสียหายจากคาวิเทชั่นแบบหมุนวนทางดูดที่เกิดขึ้นที่ใบเวน (Vane Blade Damaged)

จากรายละเอียดข้างต้นที่นำเสนอมา ซึ่งเนื้อหาในรายละเอียดบางตอนบางเรื่องอาจเป็นเรื่องพื้น ๆ สำหรับผู้ที่มีความรู้ด้านนี้อยู่แล้ว แต่ผู้เขียนหวังจะให้ผู้อ่านที่มีพื้นฐานทางด้านปั้มอยู่น้อยสามารถมองภาพการทำงานของปั้ม  NPSH และเรื่องคาวิเทชั่นออก จึงได้น้ำเสนอตั้งแต่เรื่อง แรงดันไอ NPSH และกลไกการเกิดคาวิเทชั่นมาตามลำดับ

ผู้เขียนหวังว่ารายละเอียดที่นำเสนอมาคงจะทำให้ผู้อ่านเข้าใจเรื่องต่าง ๆ ดังกล่าวและสามารถนำไปประยุกต์ใช้ และแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นกับงานของท่านได้ในที่สุด ในส่วนของรายละเอียดเพิ่มเติมต่าง ๆ สามารถสอบถามกับผู้ที่จำหน่ายและบริการปั้มที่ท่านใช้อยู่โดยตรง ซึ่งผู้เขียนหวังว่าบุคคลเหล่านี้คงจะทำให้ปัญหาที่ท่านสงสัยกระจ่างได้