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차 례 차 례 1. 1. 배관배관 2. 2. 펌프의설치설치 3. 3. 펌프의운전운전 4. 4. 5. 5. 펌프의고장원인및대책 6. 6. 펌프의하자사례 효성 스프링스 2 / 60
1. 배관 - 배관일반 1) 취급액 ( 위험물 ) 에따라소방법등에배관규칙이있으므로반영필요 2) 배관경은여유가있는구경을선정하며, 단순배관으로함 ( 굽힘, 확대및분기등은되도록적게함 ) 3) 배관에서공기가유입되거나, 공기가고이지않도록하고, 공기빼기배관을취부 4) 펌프의운전중에는최소운전유량 (Min. Flow) 을확보할수있도록Min. Flow 배관을취부 ( 특히, 다단고압펌프 ) 5) 120 를넘는액을취급하는펌프에는워밍 (Warming Up) 배관을취부 6) 흡입배관에는 Strainer를취부 ( 개구면적 = 배관단면적의 4배이상, MESH = 시운전시 40~60MESH, 정상운전시 10~20MESH) 7) 충분한배관지지가필요 ( 곡관부등하중이많이걸리는부위는콘크리트로기초 ) 8) 펌프의흡입, 토출관전후에적절한신축이음을선정하고, 볼트를고정해야함 9) 토출배관이긴경우, 실양정이높은경우, 압력탱크로의송수및병렬운전시에는역류방지밸브를설치 10) 수충격 (Water Hammer) 이발생할위험성이있는경우에는전문가와상담하여방지설비를설치 11) 공사후에는반드시배관내의청소를실시함 효성 스프링스 3 / 60
1. 배관 - 흡입배관 1) 흡입배관에는최소 4D 이상의직관부를확보 ( 최소 2D 이상필요 ) 흡입배관에엘보를사용하면펌프내부에서편류가발생하므로, 가능한한완만하게하며, 엘보의수를가능한적게해야하며, 직관부없이펌프흡입구에직접엘보를취부하는것은피해야함. 4D 이상 불량 양호 4D 이상 H NPSHre NPSHav Cavitation 발생 양호 효성 스프링스 불량 4 / 60 H-Q Q
1. 배관 - 흡입배관 2) 흡입배관에 4D 이상의직관부를확보하기곤란한경우에는곡관부및직관부에정류판을설치함. 전면용접 전후면모두유체의충돌이최소가되도록부드럽게입 / 출구부가공을시행 정류판설치 흐름방향 직관부에설치 3) 흡입배관의유속은 1.5m/s 이하를추천함 ( 출처 : Pumping Manual) 효성 스프링스 5 / 60
1. 배관 - 흡입배관 4) 흡입배관은펌프를향해서 1/100 상향배관을하고, 공기가고일수있는구조를만들지말아야함. 공기고임 양호 불량 가압일가압일경우경우흡입배관 되도록짧게단, 2D 이상 흡상조건일경우, Gate Valve 를 설치하면 Valve 의축관통부로 공기가유입될우려가있으므로 ( 핸들은옆으로향하게설치 ) Gate Valve 를사용하면안됨 효성 스프링스 6 / 60
1. 배관 - 흡입배관 5) SUMP 의치수에주의 효성 스프링스 7 / 60
1. 배관 - 흡입배관 5) SUMP 의치수에주의 S3 LWL 구경 (mm) 주요치수 (mm) S1 S2 S3 구경 (mm ) 주요치수 (mm) S1 S2 S3 S1 65 280 150 200 150 500 380 250 80 310 200 200 200 600 500 400 100 330 250 200 250 720 620 400 S2 125 420 310 250 300 850 740 450 S3 LWL 구경 (mm) 주요치수 (mm) S1 S2 S3 구경 (mm ) 주요치수 (mm) S1 S2 S3 S1 150 200 500 500 250 250 250 300 350 400 670 760 350 400 450 500 S2 250 500 250 350 450 860 450 550 300 570 300 400 500 950 500 600 효성 스프링스 8 / 60
1. 배관 - 토출배관 1) 펌프의토출측에역류방지밸브가없는경우, 펌프가수차작용을일으킬경우가있음. 역류방지를위해역류방지밸브를설치가필요하며, 역류방지밸브는펌프본체와게이트밸브사이에설치 2) 수평방향의토출배관이매우긴경우에는도중에공기빼기방법을강구 3) 토출배관내의물이동결될우려가있는경우에는토출배관의물을배수시키기위한드레인을설치 4) AIR POCKET( 공기고임 ) 이발생하는부분은 AIR VENT 를설치하고굴곡부는지지대를설치 5) 열응력이나진동을흡수하기위해 EXPANSION JOINT 를설치 6) 수충격발생이예상되면사전대책을세워야함 7) 토출배관유속은 3m/s 이하를추천함 ( 출처 : Pumping Manual) 효성 스프링스 9 / 60
2. 펌프의설치 - 준비작업 설치전준비작업 - 설치공사에관한건축및토목도, 배치도, 기초도, 설치도, 계통도, 부품도등을준비 - 도면을기준으로, 기초의치수와기기의설치위치및기초와의관계를확인 - 기기와연결되는상대편의구조와치수를확인 설치준비 - 기기류는변형이나손상이없는지를확인 - 기기, 부속품및예비품의품목과수량을확인 - 기기류의이동시파손이발생할수있으므로충분한주의가필요 - 기기, 부속품및예비품의보관과관리에주의가필요 - 전기관계의기기및부속품은비, 습기를피할수있도록옥내에보관 - 기기류의회전부및습동부에녹이발생하거나이물질이침입하지못하도록보호 효성 스프링스 10 / 60
2. 펌프의설치 - 기초공사 1) 공사계획이나도면류는착공전에충분히검토하고, 도면류에불명한점이나의문나는것이있으면, 바로공사관계자나펌프 MAKER 와상담요망 2) 펌프의기초는펌프 원동기 부속품및양수중량을지지함과동시에운전에의해생기는각종진동을흡수하기위한충분한강도를필요로함 3) 기초콘크리트의지반이약하면침하하거나기울거나하는경우가발생하므로, 펌프의중량에충분히견딜수있을만큼의면적이필요함 4) 지반이연약한경우는나무말뚝이나콘크리트말뚝등으로보강 5) 기초자체가견딜수있는중량은전동기직결형의경우기계중량의 3 배이상, 엔진직결형의경우는기계중량의 5 배이상으로함 6) 펌프와원동기가직결구동일경우에는반드시일체형의기초를함 7) 겨울철결빙기에는지반의표면이얼어땅의내력이저하하므로, 기초의깊이를동결깊이보다깊게해야함 ( 통상 500mm 이상, 한랭지에서는 700~1000mm 이상으로함 ) 8) 건물의 2 층바닥등에기초를할때는들보의중심과기초의중심을일치시키든가 2 개의들보에걸치도록하고, 건물의벽에되도록가깝게기초를함 9) 기초콘크리트에기초볼트를메울때는충분히여유있는기초볼트구멍을외형도에 ` 준해서만들어줌 10) 펌프가납품되지전에기초볼트를먼저메울때는템플레이트 (Template) 등이필요함 효성 스프링스 11 / 60
2. 펌프의설치 - 횡형펌프 1) 설치시에필요한공구와측정기 설치방식 상자빼기식 : 기초볼트용구멍을뚫고펌프를반입하여기초볼트를고정하는방법 템플레이트 (Template) : 템프레이트로기초볼트의위치를결정하고, 기초콘크리이트주입과동시에기초볼트를고정하는방법 2) 설치기초면의설정 공구와측정기용도공구와측정기용도 ISO 메트릭사이즈스패너볼트버어니어캘리퍼스축심조정 파이프렌치소배관납망치축심조정 몽키스패너볼트다이얼게이지축심조정 수준기축심조정틈새게이지축심조정 펌프기장의기준선 ( 평면, 높이 ) 을확인하고설치용기초도면에의해축중심선, 위치선 ( 흡입토출구의위치, 기초볼트위치등 ) 을그어다음을확인 - 기초면의높이가펌프베드아랫면의높이보다몰타르여유 (Liner 여유 ) 분만큼낮을것 - 기초볼트위치에어긋남이없을것 - 기초볼트구멍의크기및깊이가충분할것 ( 상자빼기식 ) - 기초볼트구멍에기울어짐이없을것 ( 상자빼기식 ) 효성 스프링스 12 / 60
2. 펌프의설치 - 횡형펌프 3) 설치전준비사항 상자빼기식 1) 기초면의거칠게하기및치즐링 (Chiselling) 2) 기초볼트구멍청소 3) 임시 Liner 준비 4) 임시 Liner 설치 템플레이트 (Template) 식 1) 템프레이트및기초볼트의설정 2) 콘크리이트준비 ( 보통시멘트 : 1, 모래 : 1, 자갈 : 1, 물 : 0.4~0.45) 3) 기초볼트의매립 (10 이상, 그라우트여유 (10 이상, 그라우트여유 = 50~ 80mm) 기초볼트구멍 베드 임시 LINER 슬리브두껑 그라우트여유 (50~80mm) Bolt 머리튀어나옴 기준면 L 형 <L 형 > 슬리브형 기초볼트 콘크리트 콘크리이트주입은가능한한방향으로시행하고, 공기주머니가생기지않도록하며, 하나의작업구획내콘크리이트주입은작업을완료할때까지연속하여시행해야함. 13 / 60
2. 펌프의설치 - 횡형펌프 4) 펌프의설치 - 상자빼기식의경우펌프와원동기가취부된베드를크레인으로들어올리고, 그상태에서기초볼트를베드에 끼우고, 볼트의나사가약 3 산나오도록너트를체결 - 임시라이너의위에베드를올리고, 펌프의중심선, 흡입구및토출구의중심이 Marking선에맞도록조정베드바닥면과기초사이는몰타르를주입하기때문에 30~50mm정도비워둠 - 펌프토출구의위치와높이를결정하고, 케이싱의가공면에수준기올려펌프와원동기의축심이수평이 되도록함 ( 설정높이 ( 레벨 ) 은설계치 ±0.5mm 이내, 수평도는 1m 에 0.1mm 를목표로함 ) 펌프의높이조정은테이퍼라이너로쉽게할수있음 효성 스프링스 14 / 60
2. 펌프의설치 - 횡형펌프 5. 패드및라이너설치 - 라이너는베드와기초사이에설치하며, 기기의수평도를조정하기위한것이며, 라이너에는테이퍼라이너 2장과평행라이너 1장을 1조로한것을채용함. 라이너의크기, 설치개수를결정함에있어라이너가받는면압은다음수치이하가되도록결정함. 라이너기초에보통몰타르를사용하는경우 : 20 kgf/ cm2 [1.96MPa] 무수축몰타르을사용하는경우 : 30 kgf/ cm2 [2.93MPa] - 패드는라이너를고정하는기초로보통시멘트 1, 모래 1, 물극소량및필요에따라업체가추천하는적당량의무수축제를섞어조성 공통베드 - 라이너가기초볼트양측에가능한가까이설치되도록패드의위치를결정 - 기초볼트사이의거리가 1.0m 를넘는경우에는, 그사이에베드가휘기쉬운곳에라이너를설치 - 평행라이너는레벨로기준수평면의설정높이와맞춤과동시에, 수준기로수평도를 1m 에 0.1mm 이내로유지패드는기온, 습도, 배합에따라다르므로, 기온 20 전후일때약 3 일간으로적당한정도로경화 - 패드가경화한것을확인하고, 평행라이너위에테이퍼라이너를올리고베드를들어올림 - 펌프플랜지면에수준기를올려수평도 1m 에 0.1mm 이내인것을확인하면서, 라이너를박아넣고베드의높이를조정한후기초볼트를체결 효성 스프링스 15 / 60 기초볼트의양측 베드가휘기쉬운곳
2. 펌프의설치 - 횡형펌프 6. 1 차얼라이먼트 (Alignment) 펌프는공장에서정확하게얼라이먼트되어있지만, 베드는완전한강체가아니며. 또공장의작업대와현장상태 와는차이가있으므로, 현장설치후반드시 Alignment 를실시해야함. - 기초볼트가체결되어져있는지를확인 ( 기초볼트를개방한상태와체결한상태에서는그수치가달라짐 ) - Coupling 외주의도장을제거 - 프레이트게이지, 테이퍼게이지, 간극게이지또는다이얼게이지를사용하여, 축심의어긋남및간극을측정 - 수평도가나오지않는경우는너트를풀어테이퍼라이너를조정하고, 다시너트를완전히체결함 - 수평이유지될때까지이작업을반복함. 원동기의놓여진자리위에는여러장의얇은라이너가깔려있으며, 원동기가베드패드면에서 1 2mm 정도들어올린상태에서베드에취부되도록함 - 펌프양액의온도가상온과크게다른 ( 고온, 저온 ) 경우또는터빈구동인경우등에는중심높이의열팽창을고려하여, 운전중고온이되는곳의중심을미리내려놓을필요가있음 - 커플링볼트를풀어내고스페이서를빼낸뒤얼라이먼트를실시디스크타입인경우는엘리먼트 (Element) 취급에주의 효성 스프링스 16 / 60
2. 펌프의설치 - 횡형펌프 7. 라이너점용접 1차얼라이먼트완료후라이너가어긋나지않도록라이너의측면에점용접실시 점용접 8. 몰타르작업 - 몰타르의배합 : 시멘트 : 1, 모래 : 2, 물 : 0.5 ~0.6 - 베드의주위에목재받침을둘러쌈 - 베드밑에몰타르를주입 - 몰타르는베드의아래뿐만아니라베드윗면의개구부까지도유입하여, 베드의내측공간이남지않도록충진함 - 수일간방치하여몰타르가충분히경화되도록함 몰타르 목재받침 기초면 9. 배관시공 배관의지지, 공기가차지않는구조, 배관의청소등주의 취부공법과재료의배합 10. 2차얼라이먼트 - 최종적으로얼라이먼트를실시 - 필요시원동기와공통베드사이의라이너로조정 - 회전체를손으로돌려원활하게회전하는것을확인 명칭 2차콘크리트패드기초구명충진몰타르 배합비 ( 용적비 ) 시멘트 1, 모래 2, 자갈 4 무수축시멘트 1, 시멘트 0.8, 모래 1 시멘트 1, 모래 1.5, 자갈 3 시멘트 1, 모래 2 경화기간 7일 2일 7일이상 2일 효성 스프링스 17 / 60
2. 펌프의설치 - 횡형펌프 기초대축조 기준선설정 (Marking) 평면중심선 높이 양생 설치기초의점검 펌프가설치 기초볼트구멍 기초면의상태 Liner 점용접 배관시공 1 차 Alignment Liner 취부 베드의평행 2 차 Alignment 기초볼트고정 Coupling Alignment 보조기기설치 기초볼트그라우트 18 / 60
2. 펌프의설치 - 직결 (Alignment) 직결 (Alignment) 정도 - 일반적인 PUMP는전동기와공통베드함께설치되어있지만베드자체의탄성변형을피할수없으므로현지에서콘크리트기초위에설치후라이너를사용하여다시중심내기를실시해야함 - 직결정도의확인은손으로돌려봐서이상유무를확인하지만, 정도의판정은카플링의평행도및동심도의측정에따름 - 허용동심도 : 5/100mm, 허용평행도 : 1/10mm 카플링볼트를 1 ~ 2 개넣어서 카플링양쪽을동시에회전 시키면서측정 축의직결정도 다이알게이지값 : 10/100MM 이내 ( 실제값 : 5 / 100 mm 이내 ) 19 / 60 틈새의차이 ( 상하좌우 ) : 1/10 mm 이내
2. 펌프의설치 - 직결 (Alignment) 20 / 60
2. 펌프의설치 - 직결 (Alignment) δmax. t δ = δ max. - δ min. e e 는다이알게이지측정값의 1/2 로한다. δmin. 펌프 단위 : mm t 호 칭 δ e 치수 허용차 90 ~ 180 0.1 0.05 3 ±2.0 200 ~ 315 0.1 0.05 4 ±2.5 355 ~ 630 0.1 0.05 5 ±3.5 21 / 60
2. 펌프의설치 COUPLING 종류 COUPLING 종 류 JAW ( 물림형 ) FLANGE( 플랜지 ) GRID( 그리드 ) OMEGA( 오메가 ) TIRE( 타이어 ) CHAIN( 체인 ) GEAR( 기어 ) DISK( 디스크 ) UNIVERSAL JOINT( 유니버셜조인트 ) MUFF( 머프, 리지드 ) 22 / 60
2. 펌프의설치 - 입형펌프 1) 펌프의기초가도면대로정확히작업되어있는지확인 2) 건물기준선으로부터의거리, 높낮이를실측하여, 펌프, 전동기, 밸브, 토출관, 벽통과부, 기초볼트구멍의위치를확인하여 Marking 3) 펌프 1차 Alignment용임시라이너를설치 4) 펌프 Base를 Marking선에맞추어가설치 5) 테이퍼라이너또는심 (Shim) 으로조정하여펌프 Base(Sole Plate) 의 1차 Alignment 실시 6) 평행라이너는모두 0.1mm/m 이내가되도록수평을맞춤 7) 기초구멍그라우트를실시 8) 본라이너를설치 9) 펌프본체를펌프 Base 위에올려놓고, 볼트를체결 10) 테이퍼라이너또는심 (Shim) 으로조정하여 2차 Alignment를실시 11) 기초볼트를체결 12) 라이너를점용접 13) 펌프 Base 아래에콘크리트또는몰타르로그라우트를실시 23 / 60
3. 펌프의운전 시운전확인사항 1) 베어링윤활제의점검및보급을실시 - 베어링하우징의윤활유가유면계의규정위치까지들어있는가를확인하여, 규정위치보다도아래인경우는윤활유를보충 (OIL TYPE인경우, 대부분공장에서 OIL을채우지않고출하됨 ) - 그리스 TYPE인경우에는공장에서그리스가채워진상태로출하되므로별도보급은불필요함 ( 장기보관한펌프의경우에는그리스의노화가우려되므로, 그리스를완전히세척하고, 그리스를교환함 ) 2) 운전당초에이물질이들어갈가능성이있는경우는펌프직전의흡입측에임시스트레나를설치스트레나의막힘에의한압력강하의변화를보기위해스트레나의전후에차압계를설치함 3) OIL RING TYPE 의경우, 운송또는설치시에, 오일링이리테이너에서벗어나는수가있으므로확인 4) 토출측밸브가닫혀있는지, 열려있는지를확인 - 원심펌프 : 토출배브를닫고기동 - 사류펌프 : 토출밸브를닫고운전하는것이원칙이나, 병렬운전을하는펌프는 1/3 정도열고기동 - 축류펌프 : 토출밸브를열고기동 5) 펌프주위의소배관 (COOLING, SEALING) 이있는경우는접속이적절한가를점검 6) 직결전에원동기를단독으로 2,3초간운전하여회전방향을확인회전방향은원동기에서펌프를바로볼때대부분시계방향임회전방향을확인후카플링볼트를취부하며, Alignment를실시 24 / 60
3. 펌프의운전 시운전확인사항 7) COOLING, QUENCHING, FLUSHING 및각배관이취부되어져있을때에는각밸브를열어압력, 유량이적절한가를소배관도면및 DATA SHEET를보고확인 8) LINE 베어링이설치되어있는경우는냉각수배관의밸브를열어주수함 9) 겨울철및한냉지에서운전할때는수냉배관등에부동액을사용하는등의동결방지처치가되어있는가를확인 10) 펌프의마중물 (Priming) 이들어있는지확인흡입측이가압인경우에는흡입밸브를열어펌프속에물을채우고, 흡상인경우는진공펌프등 Priming 장치를가동하여 Priming을실시본체또는배관도중에설치된공기빼기밸브를열어, 액이대체적으로충만되면, 회전체를손으로돌려회전차내의공기를완전히빼내고펌프안이액으로채워져있는가를확인 11) 회전체를손으로돌려원활하게회전하는가를확인움직임이무디거나부드럽지않을때는내부에녹이나간극부의마찰. 이물질의흡입, 그랜드패킹의지나친조임이원인이므로펌프를분해하여케이싱웨어링및회전차등의회전부품을점검함 12) 공기빼기밸브를전부닫음 13) 최소운전유량용바이패스 (By Pass) 배관이취부되어있지않을때는펌프가데이터시트에기재되어있는최소운전유량보다적은유량으로운전하지않도록토출밸브를조금열어둠 14) 120 를넘는온도의액체를취급할때는운전전에펌프를충분히워밍 (Warming Up) 을실시 효성 스프링스 25 / 60
3. 펌프의운전 시운전확인사항 MIN. FLOW 펌프내부에서발생하는손실의대부분은열이되어유체와함께배출됨. 그러나, 체절 ( 유량이 0 인점 ) 부근의소유량운전시에는펌프내에서발생하는손실은급격히증가하는반면유체와함께배출되는열량은반대로감소하므로펌프의온도는급격히증가하게됨. 따라서, 양정이높은펌프를소유량에서운전하게되면, 수온이상승하여캐비테이션을발생시키거나웨어링부또는 BALANCE DISK, DRUM등의좁은틈새에서고온수가기화하는등의문제가발생하게됨. 특히, 고온수를취급하는펌프에서는영향이크므로, 온도상승이허용치이상으로되지않도록과소유량이되었을때에일부의물을흡입탱크로되돌리거나, 방류시키는 BY-PASS 장치를설치하는것이바람직함. 온도상승의허용치는유체가물일때에는 10 정도라고생각해도좋으나, 보일러급수펌프등에서급수온도가특히높을때에는 BALANCE실내에서 FLASHING( 물이증기로바뀌는현상 ) 이생기지않는조건에서온도상승값을정하는것이좋고, Hydro Carbon등포화증기압이온도에민감한특성을보이는액체을취급하는펌프는온도상승값을 3 이하로낮추는것이바람직함. 볼류트구조의펌프에서는회전차원주방향으로압력이불균형을이루므로반경방향추력 (Radial Thrust) 이발생하게됨. 이값은펌프의최고효율점을벗어날수록커지며, 체절부근에서최대가되며, 또한이값은상상외로큰값이며, 소유량점에서장시간운전하면축이절단되는사고로연결되기도함. 따라서, 소유량점에서의운전은피해야하며, 불가피하게소유량점에서운전해야할경우에는펌프제작사와충분한협의가필요함. ( 일반원심펌프의 MIN. FLOW는최고효율점유량의 25% ~ 40% 정도임 ). 소유량점에서운전시의문제점 - 펌프의과열현상 ( 캐비테이션발생, 케이싱폭발 ) - 반경방향의추력의증가 ( 축절단및베어링수명단축 ) - 진동소음의증가 26 / 60
3. 펌프의운전 시운전확인사항 펌프의워밍업 (Warming Up) 120 를넘는온도의액체를취급할때에는운전전에펌프를충분히워밍합니다. 차가운펌프케이싱에고온유체가급격하게유입하면, 펌프내부의온도는국부적으로큰차가생겨서열팽창이불균일하게되고, 케이싱및회전체에변형이발생함. 그래서, 좁은간격의습동부분이마찰되고, 그상태로시동하면눌어붙을위험이있음. 펌프가예비용으로정지하고있는동안은장시간에걸쳐서연속워밍시키기때문에케이싱은대부분일정한온도가되어있지만, 보수또는점검을위해한번액체를빼내어, 차갑게된케이싱에고온액을넣을경우에는충분한시간에걸쳐서워밍하고, 케이싱온도가일정하게되고나서시동해야함. 27 / 60
3. 펌프의운전 시운전확인사항 Warming Up 기준 ( 효성기준 ) 온도상승정도는 돌변온도는 케이싱표면의상. 하온도차는 -------------------------------- 2 / min. 이내 ------------------------------------ 50 이내 ---------------------- 20 ~ 30 이내 사양액온과케이싱표면의온도차는 ------------------ 30 이내 워밍업도중에는회전체를손으로돌리지말아야함 케이싱상. 하온도차가규정치에달하지않을경우에는드레인밸브를열어온도의균일화를도모함 ( 토출측에서주입할경우 ). 펌프흡입플랜지구경 40mm, 50mm, 80mm, 100mm 150mm 200mm 250mm, 300mm 워밍업유량기준 0.6 m 3 / h 1.0 m 3 / h 1.3 m 3 / h 2.0 m 3 / h 28 / 60
3. 펌프의운전 시운전확인사항 Priming 방법 흡수위가펌프보다위에있으므로별도의프라이밍 (Priming) 이불필요함 Foot 밸브를설치하고, 토출배관에서물을채우는방식. 프라이밍탱크를설치하여자동으로프라이밍이되는방식 진공펌프를사용하여프라이밍시키는방식 Foot 밸브를설치하고, 펌프의상부를통해서별도로물을채우는방식 29 / 60 Self Priming 펌프
3. 펌프의운전 운전개시 1) 기계적, 전기적및시스템적인문제가없는것을충분히확인후에펌프를기동 2) 최소운전유량용바이패스배관이있는경우에는, 배관의밸브를전부열어둠 3) 흡입밸브가전개되고토출밸브가전폐 ( 원심 ) 되어있는것을확인 4) 시동스위치를넣고, 4~5초펌프를운전하고, 곧스위치를 off시켜정지이때공기빼기밸브를열어, 펌프케이싱안의기체가완전히빠졌는지, 회전방향이바른지를확인 5) 시동스위치를넣고규정속도까지회전수를올리고, 토출압력이시험성적표에표시되어있는압력이되는지를확인 6) 토출압력을유지하면서, 토출밸브를열고, 정해진운전점에설정하고, 연속운전에들어감 7) 체절운전은극히짧은시간 ( 약 1~2분 ) 동안만실시해야함. 펌프안의액온상승및소음이나진동의발생또는화학액의경우에는부식이발생하여펌프가파손될우려가있음. 포화증기압이높은탄화수소를취급할때의체절운전은비록짧은시간이라도절대실시해서는안됨 8) 운전개시시에펌프바로앞의스트레이너에의한압력저하를감시함. 9) 펌프시동후토출압력이상승해서정상상태가되지않고, 저하한다든지불안정한상태가계속될경우에는회전차내에공기가모여있을가능성이크기때문에펌프를바로정지하고충분한가스빼기를하고나서, 다시운전을개시함. 10) 시동시에는전류, 전압, 각부의윤활상태, 회전음, 진동, 토출압력, 흡입압력등에이상이없는것을확인하고소음, 진동이이상증가할때에는곧펌프를멈추고점검함 11) 시동하고나서 30 ~ 60분후에다시운전상태를점검하고, 베어링의온도를확인베어링온도는베어링하우징에손을델수있을정도면걱정. 빈번한시동, 정지는펌프 ( 전동기 ) 를빨리손상시킴 30 / 60
4. 정기점검항목 점검기간 점검항목 비고 매일 1개월마다 6개월마다 1~4년마다 1) 외관점검 2) 진동, 이상음의유무 3) 베어링온도 4) 윤활유압력 5) 그랜드패킹부의발열 6) 그랜드패킹에서의누수량 7) 압력계의압력 1) 베어링의그리스, 윤활유의량을점검하고보충 2) 그랜드패킹의마모 3) 압력계의압력 1) 고정부분의체결볼트점검 ( 느슨해진볼트는체결 ) 2) 보호장치의작동점검 ( 온도스위치, 압력스위치, 진동계측장비, 유량계등 ) 1) 베어링의그리스및윤활유의교환 2) 그랜드패킹의교환 3) 분해점검정비 (Overhaul) 베어링부의온도는 ( 실온 +40 ) 이하로관리함 SEAL 부분의누출량점검회전습동부의마모, 접액부의부식상황을 CHECK 31 / 60
4. 점검결과의판단기준 1) 펌프축봉부의누출량 그랜드패킹 (Gland Packing) 을사용하는경우에는패킹과슬리브의습동열을습수할정도의누출량이면적당 q = 0.5d, q= 최소누출량 (cc/min), d= 슬리브외경 (mm) 단, 슬리브외경에관계없이축경이작을경우에도최소 패킹의정상누출량 누출량은 20cc/min 이상으로함. M/SEAL 의경우 3cc/Hr 의누출은규격에서허용하고있음. 늘어지듯흘러내림 물방울로떨어짐 베어링, 축봉부의주수압력및주수량 주수부 주수압력 (kgf/cm 2 ) 주수량 비고 축봉부 1 ~ 2 0.1d d= 슬리브 (Sleeve) 외경 (mm) Line 베어링 축보호관있음 Wearing Ring 부착축보호관있음 Wearing Ring 없음 1 ~ 2 0.2H 0.25d d= 슬리브 (Sleeve) 외경 (mm) H= 전양정 (Total Head)(m) 축보호관없음 1 ~ 2 ( 기동시만 ) 베어링하우징의냉각 Jacket 1 ~ 2 0.06d 1.2 d= 베어링부축경 (mm) 32 / 60
4. 점검결과의판단기준 2 ) 그랜드패킹의교환 - 그랜드패킹의길이는축의외주에일치되어야하기때문에같은직경의환봉에감은후절단 - 절단된그랜드패킹은기름을함침시킨후이음매가 90도씩엇갈리도록밀어넣음 - 패킹내의봉수는 0.5kg/cm 2 이상의청수를필요로하며자체압력으로부족할때는외부청수원으로부터주입 - 운전시에적정누설량은유지하여슬리브의마모및과열을방지 33 / 60
4. 점검결과의판단기준 3 ) 윤활그리이스윤활과오일윤활의특징 구분 그리이스윤활 오일윤활 윤활성 양호 매우양호 윤활제량 소량만필요 필요량이많음 윤활제의유동성 좋지않음 상당히좋음 허용하중 보통하중 고하중 속도 허용속도는오일윤활의 65% ~ 80% 높은허용속도 냉각효과 없음 효과적인열방출 ( 순환급유법의경우등 ) 밀봉장치 간단 복잡 ( 보수에주의가필요 ) **OIL SEAL, LABYRINTH SEAL 하우징방진성 용이 곤란 윤활제누설 적다 많다 보수성 용이 곤란 윤활제교환 약간번잡 비교적간단 보충주기 장기간무급지가능 연속급유가필요 ( 적하, 비산, 순환등 ) 점검주기 길다 짧다 이물질여과 불가능 이물질연속제거가가능 ( 여과, 원심분리기등 ) 윤활제의누유오염 누유에의한오염이적음 누유에의한오염을피해야하는부분에부적합 기기장기보관 방청기능이있음 유면상부에유막을유지할수없어방청을못함 34 / 60
4. 점검결과의판단기준 3 ) 윤활 MOTOR GREASE 주입방법 -Motor 에 Gun 으로 Grease 주입시 Drain Plug 를풀지않고주입함으로써내압에의해 Bearing 의 Shield가분리되고 Motor Coil 내로 Grease가유입되어운전시온도상승을유발함. - Motor Bearing 이 ZZ Type 인경우Grease 를주입하더라고 Bearing 에공급되지않고압력에의해 Motor 내부로들어감. Motor Grease 주입시필히 Drain Plug 를풀고주입 Motor Bearing 이 ZZ Type 인경우Grease 를주입하지말것 ( ZZ Type : Bearing 양면이 shield 로막혀있음 ) Grease Shield 35 / 60
4. 점검결과의판단기준 4) 베어링온도베어링온도는베어링하우징표면에서측정하여, 주위온도 +40 이하로관리해야함일반적으로는손으로만질수있으면동절기를제외하고는안전하다고볼수있음 베어링허용최고온도및허용온도상승 (KS 규격 ) 구 분 허용온도상승 ( ) 베어링표면베어링온도감지기 자연냉각 + 보통 윤활유 40 45 자연냉각 + 내열성윤활유 55 60 수냉식 - 협의에따름 강제윤활 + 보통 윤활유 - - 허용최고온도 ( ) 베어링표면 베어링온도감지기 75 80 90 95-80 75 80 베어링하우징표면온도와느낌 표면온도 느낌 적요 표면온도 느낌 적요 40 약간따뜻함 따뜻한감을느끼는정도 60 뜨거움 3~4 초동안손을댈수있음 45 따뜻함 손을대고있으면점점온도를느낌 70 대단히뜨거움 손가락 1 개로 3 초정도손을댈수있음 50 약간뜨거움 계속손을대고있으면손바닥이붉게변함 80 대단히뜨거움 손가락 1 개로 1 초정도손을댈수있음 36 / 60
4. 점검결과의판단기준 5) 진동 진동의기준치는 Site에서시운전시측정한 Data를기준으로, 정기적으로측정하여기준치와의변화상태를관찰하는것이중요함진동의원인은 펌프의진동판정기준 A : 목표 1) 유체적원인 : 압력맥동, 공기의혼입, B : 허용 ( 보수필요 ) Cavitation, 수충격등 2) 기계적원인 : 공진, 비틀림진동, 회전체의마모및부식, 이물질의부착, 기초의변형, 배관응력 Unbalance, Misalignment 진폭 ( μm ) 횡형 B 입형 B B A C C : 운전불가 등이있다. 공진이나비틀림진동등은일반적으로설계단계 에서고려되었으므로, 시운전이후의진동의 원인은대부분기계적진동이며, 급격히진동이 증가하는경우는베어링의손상, 이물질의혼입, 회전부의손상등을생각해볼수있음 회전수 (rpm) 37 / 60
4. 점검결과의판단기준 부품교환시기비고 회전차와케이싱링 C 의값이당초값의 2~3 배정도가되었을때교환 2~3 배이상의값이되어도사용상문제가없으면사용해도좋다. 슬리브 B x 0.03 정도의마모가었을때교환. 되 국부적인마모의경우편마모량이 B x 0.03 이상깊이로파여있으면교환. 구름베어링 - 이상소음 ( 금속마찰음 ), 진동, 발열이있을때에는운전시간에관계없이이상유무를조사하여, 이상이있으면교환하여야함. 축과저어널베어링 C 의값이당초값의 1.5~2.0 배정도가되었을때교환 1.5~2.0 배이상의값이되어도 사 용상문제가없으면사용해도 좋다. 38 / 60
4. 점검결과의판단기준 부품교환시기비고 회전차와케이싱또는케이싱링 C 의값이당초값의 3 배가되었을때교환 정도 3 배이상의값이되어도사용상문제가없으면사용해도좋음 그랜드패킹 6 개월 ~ 1 년사용후교환운전시간에관계없이, 패킹부에서의누수량이과다할경우에는이상유무를조사하여이상이있을시교환함. M/Seal ( 기계적씰 ) 연속사양일때 8000~10000 시간 약 사용액에따라크게차이가날수있음. 범용품일때 2000 시간 약 범용수중펌프, 범용펌프 ( 물펌프 ) 등 오일씰 연속운전일때약 1 년 사용액에따라크게차이가날수있음. 39 / 60
4. 점검결과의판단기준 1) 펌프의예비품회전차회전차링 케이싱링 주축회전체일식베어링, 슬리브, 그랜드패킹, Mechanical Seal 오링, 가스켓류 부식, 마모를일으키기쉬운액질의경우에는예비품으로준비회전차가예비품으로있는경우에는회전차에취부하여보관회전차링이있는경우는회전차링과조합으로예비품확보회전차링이없는경우에는안쪽에가공여유를남겨둔상태로보관, 교환시현장맞춤가공부식, 마모를일으키기쉬운액체를취급하는경우에는축을예비품으로확보긴급한상황에신속히대처하기위해서는회전체일식을예비품으로확보 최소한대분의예비품을확보하는것이바람직함 펌프분해시마다교환해야하므로필요량을확보 2) 일반펌프부품의내구년수 상용운전 ( 청수 ) 상용운전 ( 오수 ) 비상용운전 ( 청수 ) 비상용운전 ( 오수 ) No 부품명 내구 점검주기 내구 점검주기 내구 점검주기 내구 점검주기 년수 1년 2년 5년 년수 1년 2년 5년 년수 1년 2년 5년 년수 1년 2년 5년 1 회전차 10년 10년 15년 15년 2 케이싱링 5년 5년 10년 10년 3 회전차링 5년 5년 10년 10년 4 주축 10년 10년 15년 15년 5 슬리브 5년 5년 10년 10년 6 구름베어링 5년 5년 5년 5년 7 미끄럼베어링 5년 5년 10년 10년 8 오링분해시 분해시 분해시 분해시 9 시트가스켓교환 교환 교환 교환 10 Mechanical Seal 2년 2년 5년 5년 11 그랜드패킹 1년 1년 2년 1년 12 오일씰 2년 2년 2년 2년 13 윤활제 ( 오일, 그리스 ) 1년 1년 2년 2년 14 카플링용고무 2년 2년 5년 5년 15 카플링용그리드 2년 2년 5년 5년 주 ) 상용운전 : 년간 1,000시간이상운전되는펌프 청수 : 상수, 공업용수, 일반담수, 우수포함, 오수 : 하수오수와슬러리를포함한액체 표시는해당년수마다분해점검을실시함을나타냄 40 / 60
4. 점검결과의판단기준 웨어링틈새증가량에따른 에너지소비증가량 1. 편흡입 - 저유량, 고양정 에너지소비증가량 (%) 2. 편흡입, 양흡입 - 중유량, 중양정 3. 편흡입, 양흡입 틈새증가량 (%) - 중유량 ~ 고유량 - 중양정 ~ 고양정 - 사류형회전차 41 / 60
4. 점검결과의판단기준 틈새증가및운전시간에따른효율변화 OPEN 회전차에서는케이싱과회전차의틈새에따라서효율이큰폭으로변화하므로주기작으로틈새를조정해주어야함. 펌프는운전시간이증가할수록효율이저하하며, OPEN 회전차의경우가더심함. 주기적으로각종틈새를조사하여부품교체등의조치가필요함. 42 / 60
5. 펌프의고장의원인및대책 Priming 이안됨 기동불능 물이나오지않음 유량부족 물이조금나오다멈춤 과부하 고 장 원인패킹부로공기흡입토출밸브에서공기흡입진공펌프의불량보호회로동작원동기고장 Priming 불충분흡입, 토출밸브가닫힘스트레너, 흡입관의막힘회전차에미물질이걸림, 역회전공기혼입물수위부족회전차에이물질이걸림라이너링이마모 Priming 불충분공기혼입회전수가너무빠름사양점을벗어나운전회전차외경이과대회전체와케이싱의마찰이물질의혼입 43 / 60 대책패킹교체, 패킹수증가, 축봉수량증가토출밸브체결수리또는교환보호장치확인수리축봉부및배관에서공기흡입확인밸브 OPEN 청소이물질제거, 전동기배선수정축봉부및배관에서공기흡입확인흡입관길이를늘림이물질제거 MAKER에수리의뢰재 Priming 작업축봉부및배관에서공기흡입확인원동기의회전수를조정토출밸브개도를조정사양점에맞추어회전차외경 Cutting MAKER에수리의뢰흡입 Pit를청소, 이물질방지대책수립
5. 펌프의고장의원인및대책 고 장 원 인 대 책 패킹을과도하게체결 패킹을적당하게조임 급유부족 적정량을주입 베어링의과열 윤활유의둔화 교환 축심이틀어짐 Alignment 작업 베어링의손상 수리또는교환 패킹을과도하게체결 패킹체결볼트를약간풀어줌 패킹부과열 축봉수압력이과다 축봉수압력을낮춤 축봉수량이부족 축봉수압력을올림 회전차의일부가막힘 이물질제거 회전차가파손 교환 토출량과소 ( 저유량운전 ) 토출밸브를열어줌 펌프의진동 축심불일치베어링손상 Alignment 작업교환 공기의흡입 흡입수위개선, 흡수조개선 Cavitation 스트레너청소, 배관청소, 흡수위개선 배관하중작용 배관수정, 볼트를약간풀어줌 공기의흡입 흡입수위개선, 흡수조개선 이상소음발생 Cavitation 스트레너청소, 배관청소, 흡수위개선 회전체와케이싱의마찰 MAKER 에수리의뢰 효성 스프링스 44 / 60
5. 펌프의고장의원인및대책 회전차의캐비테이션발생위치 일반적인경우는깃의압력면 ( 후면 ) 에 Cavitation 발생 케이싱, 디퓨져의캐비테이션발생위치 (a) 과대유량에서운전하여깃부압면 ( 전면 ) 에 Cavitation 발생 (b) 전면슈라우드에 Cavitation 발생유체의흐름이균일하지못하여, 유선붕괴에의해 Cavitation이발생되는것임 (b) 깃끝단부의 Cavitation 축류 (Propeller) 및 Open회전차와케이싱의틈새부에서흐름이급격히변화하고, 부분적으로속도가급격히증가하여발생 (a) 축류펌프의 Volute케이싱에서, 유체의흐름이불균일하여유선붕괴로발생 (b) 유체의유입각도와안내깃의각도가불일치할경우에발생 (c) 과대유량에서연속운전시발생 (d) 유체의흐름이좋지못하여, 회전차로유체가흡입되기전에 Pre-rotation이심하여발생 45 / 60
5. 펌프의고장의원인및대책 Cavitation Erosion Resistance of Metals Materials Weight loss (mg / 2Hr) Rolled stellite 0.6 Welded aluminium bronze 3.2 Cast aluminium bronze (AlBC3) 5.8 Welded stainless steel(2 layers, 17CR - 7Ni) 6.0 Hot rolled stainless steel(16 Cr - 13 Ni) 8.0 Tempered rolled stainless steel(12cr) 9.0 Cast stainless steel(18 Cr - 8 Ni) (SSC13) 13.0 Cast stainless steel(12 Cr) (SSC1 ) 20.0 Cast manganese bronze (BC6) 80.0 Welded mild steel 97.0 Plate steel 98.0 Cast steel (SC410) 105.0 Aluminum 124.0 Brass 156.0 Cast iron (GC200) 224.0 참고문헌 : PUMP HANDBOOK,Igor J.Karassick 원전 : Kallas, D.H., and J.Z.Lichtman : "Cavitation Erosion," in Environmental Effects on Polymeric Materials (D.V.Rosato and R.T.Schwartz,eds.), Wiley-Interscience, New York,1968,page 223~280. 46 / 60
6. 펌프의하자사례 고객 : A 제철소 ( 일본 ), MODEL 명 : 입축사류펌프, Service : Pressure Filter Feed Pump 현상 Crack 발생 Cavitation 으로인해흡입관에구멍이났음 Shaft 절단 Crack 발생 Crack 발생 진동발생 CASING =GC250, 2000.11.22. 47 / 60 흡입관파손
6. 펌프의하자사례 원인분석 3 호기 2 호기 1 호기 변경된유입구 (150mm 구멍,7 개 ) 유입된 Bubble 로인해흡입관절단 변경전의유입구 ( 폐쇄 ) 유체흐름의불안정고진동발생 유입구 양수관의 CRACK 발생, 일부분파손 Bubble 수중벽 정류판 회전부가고착되어축절단 48 / 60
6. 펌프의하자사례 고객 : B 화학, MODEL 명 : 입축사류펌프, Service : Cooling Water Pump 현상 1991.02.18. 운전개시후 7 개월경과 회전차침식및파손됨 흡입관에도 EROSION 발생 49 / 60
6. 펌프의하자사례 원인 1. Cooling Tower를통해흡수조로떨어진냉각수가 Bubble( 기포 ) 를발생시켜기포가펌프로유입 2. BY-PASS 된냉각수가펌프흡입구부근에서흡수조로유입되므로서 VORTEX 발생 3. 흡수조의형상설계가잘못되어흡수조내 VORTEX 발생 BY-PASS 배관 냉각수가 Cooling Tower 를 통해흡수조로떨어지는장면 50 / 60
6. 펌프의하자사례 고객 : C 제철, MODEL 명 : 양흡입볼류트펌프, Service : 수처리설비 현상 유량이부족하여분해결과회전차가괴식되고, 파손됨 회전차재질 : GC200 51 / 60
6. 펌프의하자사례 원인및대책 1. 흡입측 STRAINER 막힘 ( 총 4대중 2대가막힘현상이발생되었으며, 2대는정상임 ) 2. BY-PASS 배관의물이흡입수조로낙하하여 BUBBLE이펌프로흡입되어, CAVITATION의원인이됨. 3. 펌프의흡입측배관에 ELBOW를사용하여직접펌프의FLANGE와연결되어있어, 편류가발생하여회전차침식의원인이됨. 4. 흡입 Bell Mouth가횡으로되어있어공기흡입의가능성이증가함. WRONG RECOMMENDED BY-PASS 배관을가능한펌프흡입구와멀리떨어진위치로옮겨파이프가물에잠기도록배관을수정하고 BAFFLE( 정류판 ) 을설치하여 BUBBLE( 공기방울 ) 이펌프로유입되는것을방지해야함. PUMP SUCTION BAFFLE 52 / 60
6. 펌프의하자사례 고객 : D 정유, MODEL 명 : 편흡입볼류트펌프, Service : DESALTED WATER PUMP 현상 내륜회전 BALL 이파손됨 회전불능, 변색 축마모 1995.07.21. 사고발생 53 / 60
6. 펌프의하자사례 원인 SITE 에서 PUMP 설치를하면서, 용접작업 ( 배관등 ) 시펌프내부로전기가흘러 베어링의좁은틈새에서 SPARK 가발생하여사고가발생함. 용접 용융금속 압착자국 (0.5~1mm) Spark 고열팽창 Spark 발생 SPARK 의해용접이됨 고열에의한압착발생 Flaking 발생 Ball 파손, 축마모 시험 ARC 용접 2 개소점용접 회전불가 54 / 60 베어링손상사용불가
6. 펌프의하자사례 고객 : E 정유, MODEL 명 : 편흡입볼류트펌프, Service : DESALTED CRUDE PUMP 현상베어링파손원인유면이저하하여베어링파손 (1998.02.27) OIL 비산흔적이없음 ( 건조상태 ) OIL LEVEL 유면이낮아지지않도록 와셔를삽입 55 / 60
6. 펌프의하자사례 고객 : F 화력발전소, MODEL 명 : 고압다단펌프, Service : Boiler Feed Water Pump 현상 이물질이회전차에박혀 UNBALANCE 에의한고진동발생 원인 배관에압력계취부를위하여배관을원형으로절단을했는데, 절단한철판조각이배관안쪽으로떨어져회전차에박혔음그결과 UNBALANCE에의한고진동유발 56 / 60 2000.04.07 LP95-5094
6. 펌프의하자사례 고객 : G 원자력발전소, MODEL 명 : IN-LINE 펌프, Service : 원자로배수펌프 현상 원인 소배관 Flushing( 산세처리 ) 시본펌프를장시간운전하여산세처리액에의해회전차부식 재질 = 주철 (GC200) 12대중 1대만부식회전차를만지면비스켓처럼부서짐회전차중량 = A4 5장정도무게 1998.09.10 57 / 60
6. 펌프의하자사례 고객 : H 양수장, MODEL 명 : 양흡입볼류트펌프, Service : 공업용수펌프 현상 1987.10.17.AM 01:36 58 / 60
6. 펌프의하자사례 원인 1. 토출밸브를닫고, 1 시간가량운전하여펌프가폭발 (1987.10.17. 00:30 ~01:36) 2. 1시간동안체절운전시 ( 계산상 ) - T = 184, 대기온도를 16 라가정하면펌프내온도는 200 가됨. - 펌프체절압력 =10.3kgfcm 2, 액체포화증기압 =15.7kgfcm 2 케이싱내의압력은최대 26kg/cm 2 이됨 3. 주위상황 - 사고발생전에연기같은것이피어올랐음 ( 압축액체가누출시증기화함 ) - 사고후안개가자욱해서앞을볼수가없었음 ( 폭발후잔존액체의증기화 ) - 사고후케이싱의페인트가부풀어올랐음 ( 케이싱의온도상승 ) - 웨어링이회전되어있음 ( 열변형에의한금속마찰 ) - 사고후 1시간 30분후에, 파편을손으로 3~4초이상만지지못할정도로뜨거웠고, 사고발생 5시간지난후에만져봐도따뜻했음 ( 케이싱의온도상승 ) 4. 상기계산결과및주위상황을종합해보면, 체절운전에의한고온, 고압을이기지못하고케이싱이폭발한것임. 59 / 60
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