1. 방사형 힘
업계 통계에 따르면 원심 펌프가 작동을 멈추는 가장 큰 이유는 베어링 및/또는 기계적 씰의 고장입니다. 베어링과 씰은 "광산의 카나리아"입니다. - 이는 워터 펌프의 상태를 나타내는 초기 지표이자 워터 펌프 시스템의 내부 상태에 대한 전조이기도 합니다.
이 업계에 오랫동안 종사해 온 사람이라면 누구나 모범 사례 중 하나가 최고 효율점(BEP) 또는 그 근처에서 펌프를 작동하는 것임을 알 것입니다. BEP에서 설계된 펌프는 최소 반경방향 힘을 견딜 수 있습니다. BEP에서 떨어진 곳에서 작동하여 생성된 모든 방사형 힘의 결과 벡터는 로터와 90도 각도를 형성하여 샤프트를 편향시키고 구부리려고 합니다.
큰 반경 방향 힘과 그에 따른 샤프트 편향은 메카니컬 씰의 주요 원인이며 베어링 수명을 단축시키는 중요한 요소입니다. 크기가 충분히 크면 반경 방향 힘으로 인해 샤프트가 편향되거나 구부러집니다. 펌프가 정지되고 샤프트의 런아웃이 측정되면 정적 조건이 아닌 동적 조건이므로 오류가 발생하지 않습니다.
3600rpm으로 작동하는 벤딩 샤프트(편향)는 회전당 2번 편향되므로 실제로는 분당 7200회 구부러집니다. 이러한 높은 주기적 편향으로 인해 밀봉 표면이 접촉을 유지하고 적절한 밀봉 작업에 필요한 유체 층을 유지하는 것이 어려워집니다.
2. 기름 오염
볼 베어링의 경우 베어링 고장의 85% 이상이 먼지, 이물질 또는 물의 유입으로 인해 발생합니다. 250ppm(백만분의 250ppm)의 물만 있어도 베어링 수명이 4배 단축됩니다.
윤활유의 합리적인 사용은 수명을 위해 매우 중요합니다.
3. 흡입압력
베어링 수명에 영향을 미치는 다른 주요 요소로는 흡입 압력, 커플링 정렬 및 파이프라인 응력이 있습니다.
단일 스테이지 수평 캔틸레버 프로세스 펌프의 경우 로터에 작용하는 결합된 축력은 입구 쪽으로 향하므로 어느 정도 제한된 역흡입 압력은 실제로 축력을 감소시켜 스러스트 베어링의 부하를 줄이고 수명을 연장시킵니다.
4. 교정
펌프와 모터 사이의 정렬 불량으로 인해 레이디얼 베어링에 과부하가 발생할 수 있습니다. 오정렬을 계산할 때 레이디얼 베어링 수명은 지수 요소입니다.
예를 들어, 1.52mm의 작은 편차의 경우 최종 사용자는 3~5개월 동안 작동한 후 일종의 베어링 또는 커플링 문제에 직면할 수 있습니다. 그러나 편차가 0.0254mm이면 동일한 펌프를 90개월 이상 작동할 수 있습니다.
5. 파이프라인 스트레스
파이프라인 응력은 흡입 및/또는 토출 파이프와 펌프 플랜지의 정렬 불량으로 인해 발생합니다. 견고한 펌프 설계에서도 생성된 파이프라인 응력은 이러한 잠재적인 높은 힘을 베어링 및 해당 하우징에 쉽게 전달할 수 있습니다. 힘(변형)은 베어링의 부적절한 맞춤 및/또는 다른 베어링과의 불일치를 유발하여 중심선이 다른 평면에 위치하게 됩니다.
6. 유체특성
pH, 점도, 비중 등 유체 특성이 핵심 요소입니다. 매체가 산성이거나 부식성인 경우 케이싱 및 임펠러 재료와 같은 펌프의 접촉 부분은 기능 상태를 유지해야 합니다. 유체에 존재하는 고형물의 양, 크기, 모양 및 분쇄 품질은 모두 영향을 미치는 요소입니다.
7. 근무현황
작동 상태의 엄격함은 또 다른 주요 요소입니다. 즉, 주어진 시간 내에 펌프가 시작되는 빈도입니다.
일부 펌프는 몇 초마다 시작하고 중지합니다. 동일한 조건에서 지속적으로 작동하는 펌프에 비해 작동 중인 이러한 펌프는 기하급수적인 속도로 마모됩니다. 이런 상황에서는 시스템 설계 변경이 시급하다.
8. 캐비테이션 수당
사용 가능한 순 흡입 수두(NPSHA)의 여유가 높을수록 필요한 순 흡입 수두(NPSHR)를 초과하는 경우 펌프에서 캐비테이션이 발생할 가능성이 줄어듭니다. 캐비테이션은 펌프 임펠러를 손상시키고 씰과 베어링에 영향을 줄 수 있는 진동을 생성할 수 있습니다.
9. 펌프 속도
펌프의 작동 속도는 또 다른 핵심 요소입니다. 예를 들어, 3550rpm 펌프는 1750rpm 펌프보다 4~8배 더 빨리 마모됩니다.
10. 임펠러 밸런스
캔틸레버 펌프 또는 특정 수직 설계의 불균형 임펠러는 BEP에서 멀리 작동할 때 펌프의 반경 방향 힘과 마찬가지로 샤프트 편향을 일으킬 수 있습니다. 방사형 편향과 편향이 동시에 발생할 수 있습니다. 어떤 이유로든 임펠러가 잘려진 경우 균형을 다시 맞춰야 합니다.
11. 파이프 형상
펌프 수명 연장을 위한 또 다른 중요한 고려 사항은 파이프라인의 기하학적 구조 또는 유체가 펌프에 '로드'되는 방식입니다.
예를 들어, 펌프의 수직 흡입측 엘보우가 수평 엘보우보다 덜 유해한 영향을 미칩니다. 임펠러의 유압 부하가 더 균일하므로 베어링의 부하도 더 균일합니다.
12. 작동 온도
온도가 높든 낮든 펌프의 작동 온도, 특히 온도 변화율은 펌프의 수명과 신뢰성에 큰 영향을 미칩니다. 펌프의 작동온도는 매우 중요하므로 이 온도에서 작동하도록 펌프를 설계해야 합니다. 그러나 더 중요한 것은 온도 변화율이다. 보다 보수적인 시나리오에서는 변경 속도를 분당 화씨 2도 미만으로 유지하도록 제안합니다. 다양한 품질과 재료는 다양한 속도로 팽창하고 수축하며, 이는 틈과 응력에 영향을 미칠 수 있습니다.