Kavitasi (Cavitation)

Diatas kapal, efek dari teori kavitasi pada umumnya terjadi pada valves, impeller pompa sentrifugal dan propeller blade.

Kavitasi (cavitation) adalah suatu fenomena dimana terjadi perubahan fasa (dari fasa cair menjadi fasa gas/uap bergelembung) dalam proses waktu yang sangat cepat pada fluida cair. Perubahan fasa zat cair dikarenakan turunnya tekanan sekeliling yang mengakibatkan zat cair mendidih dan menghasilkan uap. Pada dasarnya proses perubahan fasa pada fluida cair ini memiliki prinsip yang sama dengan proses penguapan pada fresh water generator. 

Housing pompa sentrifugal yang terkena efek kavitasi. (foto by: dokumentasi pribadi penulis)

Tekanan rendah yang terjadi disekitar shaft & blade memungkinkan fluida cair untuk mencapai titik didihnya (walaupun temperatur belum mencapai 100 derajat celcius). Fluida yang menguap artinya telah terjadi erubahan fasa menjadi zai gas/uap. Uap dalam air akan menghasilkan gelembung - gelembung uap. Gelembung - gelembung uap selanjutnya akan terbawa oleh aliran fluida sampai pada daerah yang memiliki tekanan tinggi.

Gelembung uap air yang terbawa oleh aliran fluida selanjutnya akan pecah karena tekanan (tinggi) fluida sekitarnya. Pecahnya gelembuang uap air ini apabila terjadi pada sekitar permukaan logam impeller pompa atau blade propeller akan tekanan siklis karena tumbukan yang berulang (antara gelembung uap air dengan material logam). Tumbukan yang terjadi secara menerus akan mengakibatkan kerusakan pada logam. kerusakan yang dimaksud tersebut berupa ke-aus-an permukaan dan pengikisan permukaan material logam.

Efek cavitation apabila terjadi pada pompa, keausan dan pengikisan material logam yang terjadi tentunya akan mempengaruhi performance pompa tersebut. Demikian halnya apabila terjadi pada blade propeller, kerugian yang terjadi karena efek kavitasi dapat berakibat berkurangnya gaya dorong propeller terhadap kapal. Dari segi ekonomi, efek kavitasi menjadi hal yang sangat merugikan karena membutuhkan biaya yang cukup besar untuk melakukan perbaikan dan/atau penggantian komponen.

Efek negatif dari kavitasi tentunya harus dihindari untuk menjamin performance permesinan serta menekan pengeluaran berlebih yang sekiranya dapat dialokasikan sebagai profit perusahaan. Untuk dapat menghindari efek kavitasi dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut,

1. Menjaga temperatur fluida agar tidak terlalu tinggi. Proses penguapan dapat sedikit dihindarkan salah satunya dengan menjamin temperatur fluida dalam ambang normal dan tidak terlalu tinggi. Hal ini menjadi salah satu indikasi bahwa penyebab kavitasi diantaranya adalah penguapan (vaporation).
2. Meletakkan pompa dibawah permukaan hisapnya. Dengan kondisi ini memungkinkan terjadinya net positive suction head (NPSH), sehingga meminimalkan / mencagah resiko "masuk angin" saat pertama kali pompa dijalankan.
3. Tidak menghambat aliran fluida. Salah satunya dengan cara meminimalkan adanya pemasangan pipa yang banyak belokannya (pemasangan elbow).
4. Dibuatkan instalasi pipa hisap yang tidak terlalu panjang dengan fluid flow speed yang tidak terlalu tinggi.
5. Apabila kavitasi sudah terjadi dan tidak dapat dihindarkan, namun pesawat dituntut untuk tetap berjalan, maka kondisi ini dapat tetap dipertahankan dengan me-minimal-kan flow rate pompa.

Untuk dapat mengidentifikasi ada atau tidaknya efek kavitasi pada saat mengoperasikan pesawat, maka harus dapat memahami ciri - ciri terjadinya kavitasi. Ciri- ciri terjadinya kavitasi adalah,

1. Permukaan pompa panas (karena efek penguapan).
2. Suara yang berisik pada pompa (karena efek tumbukan gelembung uap air dengan material logam)
3. Getaran berlebih pada saat pompa running. Getaran ini merupakan efek unbalance impeller yang berputar.
4. Tekanan pompa (discharge pressure) tidak stabil karena penurunan performance.