Cavitazione

La cavitazione è causata dal flusso del lubrificante attraverso l’interstizio del cuscinetto. In questo contesto gioca un ruolodecisivo la tensione di vapore dell’olio impiegato.

Strettamente parlando la cavitazione è semplicemente il processo fisico della formazione di bolle di vapore da un liquido, che, in sé per sé, non determina ancora alcun danneggiamento del cuscinetto. Solo l’erosione da cavitazione descrive la corrispondente tipologia di danno, che avviene in seguito alla tipica asportazione di materiale, dovuta all’implosione delle bolle di vapore nelle aree con pressione inferiore alla tensione di vapore (cavitazione <–> erosione da cavitazione). Nonostante le differenti modalità di origine, per alcuni quadri di danno può essere difficile distinguere tra cavitazione, erosione e corrosione. Spesso si presentano anche forme transitorie complesse, come l’erosione da cavitazione o la corrosione da erosione. Questa circostanza si spiega dal fatto che sia la cavitazione sia l’erosione attacchino gli strati anticorrosivi, ne provocano l’attivazione chimica e come conseguenza si verifica la comparsa di corrosione.

Se la pressione scende sotto la tensione di vapore dell’olioutilizzato, si formano bollicine di gas e di vapore che vengono trascinate dal flusso. Questo fenomeno si chiama cavitazione. Nel momento in cui la pressione statica aumenta nuovamente, le bollicine implodono e si verificano forti onde di pressione, i cosiddetti micro-jet, e temperature elevate. Le onde di pressione provocano scheggiature di materiale e asportazione di materiale, la cosiddetta erosione da cavitazione.

La bolla di cavitazione si forma e cresce -> Ha inizio l’implosione -> Formazione del micro-jet -> Il micro-jet attraversa la bolla di cavitazione e colpisce la superficie

• Cavitazione nell’area di scoprimento: scheggiatura puntiforme o fungiforme nell’area di scoprimento verso la superficie parziale, punto nettamente irruvidito e opaco
• Cavitazione nello sbocco della scanalatura di lubrificazione: scheggiatura fungiforme nello sbocco della scanalatura di lubrificazione, punto irruvidito e opaco

La cavitazione può anche presentarsi in altre aree del cuscinetto, come ad es. la sommità. Queste forme sono però molto più difficili da distinguere dall’erosione e dalla corrosione. Perlopiù non si riscontrano scheggiature del materiale come nelle forme sopraindicate, bensì punti opachi, leggermente irruviditi, che possono altrettanto essere conseguenti a erosione o corrosione.

Temperature elevate e sostanze estranee con punto di ebollizione basso possono favorire fenomeni di cavitazione.

• Sostanze estranee nell’olio: acqua, carburante o materiale asportato per attrito e impurità
• Pressione dell’olio troppo bassa: sono presenti delle perdite di pressione impreviste (ad es. in seguito a un difetto della pompa dell’olio) oppure la pressione dell’olio è regolata a un valore troppo basso
• Tensione di vapore troppo bassa dell’olio utilizzato
• Aumento di temperatura nel cuscinetto (ad es. in seguito alla mancanza di olio)
• Oli a bassa viscosità fanno aumentare il rischio di cavitazione
• Presenza di cavità/ sporco incorporato (ad es. depositi carboniosi) sul dorso del cuscinetto possono provocare oscillazioni / vibrazioni del semicuscinetto e causare in questo modo cavitazione

Cavitazione da oscillazione o aspirazione:

• La fessura di lubrificazione è troppo grande, come conseguenza cala la pressione idrodinamica nell’interstizio del cuscinetto
• Oscillazioni dell’albero motore: il movimento del perno determina su un lato un calo della pressione in seguito all’effetto aspirante
• Oscillazioni del foro del cuscinetto (perlopiù negli occhi di biella) in seguito a deformazione o flessione – si verifica un calo della pressione nel film di olio

Cavitazione da flusso:
Interruzioni in superfici (fori o scanalature di lubrificazione) e deviazioni del flusso dell’olio possono determinare un calo della pressione

Non è necessario sostituire i cuscinetti che presentano cavitazione. A seconda dell’entità della cavitazione, è possibile che, a causa degli effetti sulla dinamica del cuscinetto, si riduca il ciclo di vita. Tuttavia non si deve temere un danno totale.

• Utilizzare oli di qualità e procedere a intervalli regolari al cambio dell’olio e alla sostituzione del filtro dell’olio, conformemente alle indicazioni del produttore
• Controllare la pressione dell’olio e all’occorrenza effettuare le opportune correzioni 
• Impiegare un olio con tensione di vapore superiore: l’olio deve però in ogni caso essere compatibile con tutti i componenti del motore, all’occorrenza interpellare il produttore
• Controllare la fessura di lubrificazione e all’occorrenza effettuare le opportune correzioni del gioco del cuscinetto
• Controllare le sollecitazioni oscillatorie (vibrazioni) del motore
• Controllare se l’olio è diluito con carburante