Se nel liquido la pressione assoluta diventa uguale o inferiore alla pressione di vapore del liquido a una certa temperatura, in pochi microsecondi si formano microscopiche bolle di vapore.
Questo perché i liquidi normalmente trasportano aria disciolta in essi e quando si verifica un calo di pressione fino al valore della pressione di vapore, l'aria disciolta nel liquido viene rilasciata e, di conseguenza, si innesca anche la vaporizzazione del liquido stesso. Le bolle di vapore vengono quindi trascinate dalla corrente e quando arrivano in zone con una pressione superiore alla pressione di vapore, si verifica il collasso delle bolle.
La fase di collasso e implosione rilascia una quantità di energia che, se non controllata, può causare:
- un peggioramento dell'efficienza del sistema idraulico di almeno il 3%, a causa della turbolenza causata dalla cavitazione.
- Vibrazioni eccessive del sistema idraulico, che causano rumore.
- Il grave deterioramento dei componenti interni del sistema idraulico, dovuto al collasso delle bolle in prossimità della parete di un componente. In questo caso, si genera un getto di liquido (getto d'impatto) che erode la superficie solida e forma le cosiddette cavità erosive. La zona in cui questo fenomeno si verifica più frequentemente è all'uscita della girante, poiché in questa sezione si verifica una temporanea depressurizzazione del liquido, seguita da un successivo aumento di pressione.
Il grado di erosione è influenzato da diversi fattori, sia legati all'idrodinamica del sistema, sia al comportamento resistivo dei diversi materiali.
Gli effetti della condensa sui materiali sono principalmente legati alla durezza superficiale, alla capacità di incrudimento e alla granulometria.
Il meccanismo di erosione da cavitazione è molto complesso. Infatti, in letteratura è possibile trovare diverse teorie sulle cause di questo processo.
Una prima teoria sull'evoluzione del processo erosivo prevede che, quando la singola bolla implode in una regione di fluido lontana dalle pareti, il suo collasso avviene simmetricamente. Il fluido circostante tende a occupare rapidamente le regioni rimaste libere dal collasso della bolla. Questo movimento del fluido induce un'onda di pressione ad alta intensità che si trasmette rapidamente attraverso il liquido circostante. L'elevata energia che si trasmette alle pareti circostanti può portare all'erosione del materiale per stress da fatica.
