The  깊은 우물 수직 터빈 펌프  농업, 상수도, 산업용 유체 이송 등의 분야에서 중요한 역할을 합니다. 견고한 설계와 효율성에도 불구하고, 샤프트 고장은 작동 중 가장 흔하고 비용이 많이 드는 문제 중 하나입니다. 펌프 샤프트 손상의 잠재적 원인을 이해하는 것은 시스템 신뢰성 유지, 가동 중단 최소화, 그리고 값비싼 수리 비용 발생을 방지하는 데 필수적입니다. 본 논문에서는 펌프 샤프트 고장의 10가지 주요 원인을 살펴보며, 특히 펌프의 성능과 무결성에 영향을 미치는 작동, 기계 및 환경 요인에 중점을 둡니다. 깊은 우물 수직 터빈 펌프.

1. 최적 효율 지점(BEP)에서 벗어난 운영

BEP에서 멀리 떨어진 펌프를 작동하는 것은 샤프트 고장의 주요 원인입니다. 깊은 우물이 수직 터빈 펌프 최적 범위를 벗어나 작동하면 과도한 반경 방향 힘이 작용합니다. 이러한 힘은 샤프트의 변형 및 휘어짐을 유발하여 인장 응력을 발생시키고, 이는 시간이 지남에 따라 피로로 이어질 수 있습니다. 이러한 조건에서의 연속 작동은 샤프트의 수명을 크게 단축시킵니다.

2. 구부러진 펌프 샤프트

구부러진 샤프트는 불균형과 정렬 불량을 초래하여 BEP(최소공차) 범위를 벗어나 작동하는 것과 유사한 손상을 초래합니다. 이러한 변형은 제조 품질 불량이나 설치 또는 운송 중 부적절한 취급으로 인해 발생하는 경우가 많습니다. 샤프트 직진도를 엄격한 공차(일반적으로 0.001~0.002인치) 내에서 유지하는 것이 필수적입니다.

3. 불균형 임펠러 또는 로터

불균형한 로터는 측면 진동과 축 "휘핑"을 유발합니다. 이러한 반복적인 운동은 축의 굽힘을 유발하여 피로를 유발합니다. 저속 심정 수직 터빈 펌프의 경우에도 축 안정성을 유지하려면 임펠러의 정기적인 동적 밸런싱이 필수적입니다.

4. 유체의 특성 및 변화

펌핑되는 유체의 점도, 온도 또는 비중이 예상치 못하게 변하면 토크와 샤프트 하중에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 4번 연료유를 설계된 0°C가 아닌 35°C에서 펌핑하면 점도가 급격히 증가하여 저항과 기계적 응력이 증가합니다. 또한, 부식성 유체는 샤프트 재질의 피로 강도를 감소시켜 펌프 샤프트가 파손되기 쉽게 만들 수 있습니다.

5. 가변속도 작동

가변 주파수 드라이브(VFD)는 유연성을 제공하지만, 제대로 구성하지 않으면 축 응력이 증가할 수 있습니다. 속도가 감소하면 토크가 증가합니다. 절반 속도로 작동하는 펌프는 두 배의 토크가 필요하여 축 설계 한계를 초과할 수 있습니다. 사용자는 가변 속도 작동 중 손상을 방지하기 위해 100RPM당 허용 제동 마력을 고려해야 합니다.

6. 오용 및 감가상각 문제

제조업체의 구동 구성 권장 사항을 무시하면 조기 축 파손으로 이어질 수 있습니다. 직접 연결용으로 설계된 심정 수직 터빈 펌프는 측면 하중 증가로 인해 벨트 또는 체인 구동을 견디지 못할 수 있습니다. 예를 들어 ANSI B73.1을 준수하는 모델은 벨트 구동에 적합하지 않습니다. 따라서 다른 구동 시스템을 사용할 때는 마력 감속이 필수적입니다.

7. 오정렬

모터와 딥웰 수직 터빈 펌프 사이의 미세한 정렬 불량도 축에 응력을 가하고 결국 고장을 일으키는 굽힘력을 발생시킬 수 있습니다. 정렬 불량은 종종 베어링의 조기 마모나 진동으로 인해 먼저 나타납니다. 설치 시에는 정밀 정렬 도구와 레이저 시스템을 사용해야 합니다.

8. 외부 소스의 진동

불균형 및 정렬 불량 외에도 캐비테이션, 배관 공진, 유압 불안정성과 같은 외부 진동원은 샤프트에 추가적인 응력을 전달할 수 있습니다. 진동 분석 도구를 사용한 지속적인 모니터링은 문제를 조기에 감지하고 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

9. 구성 요소의 잘못된 설치

임펠러, 커플링, 슬리브와 같은 중요 부품의 부적절한 장착은 샤프트 크립(creep)을 유발하여 마모와 피로를 서서히 증가시킵니다. 장기적인 신뢰성을 확보하려면 정밀한 설치와 정확한 토크 사양이 필수적입니다.

10. 부적절한 속도 선택

펌프를 설계 속도 범위를 벗어나 작동시키면 토크 외에도 다른 문제가 발생합니다. 저속에서는 샤프트가 로터를 안정시키는 데 도움이 되는 로마킨 효과라고 하는 유체 감쇠 효과를 잃게 됩니다. 고속에서는 관성 증가로 인해 설계 한계를 초과하여 급격한 마모와 샤프트 파손이 발생할 수 있습니다.

결론

심정 수직 터빈 펌프의 샤프트 고장은 일반적으로 적절한 작동, 세심한 모니터링, 그리고 정기적인 유지보수를 통해 예방할 수 있습니다. BEP(최적 작동 온도)를 벗어난 작동, 유체 교체, 부적절한 설치 등의 요인은 펌프 샤프트의 수명을 크게 단축시킬 수 있습니다. 이러한 10가지 일반적인 원인을 이해하고 완화함으로써 운영자는 신뢰성을 높이고, 효율을 향상시키며, 심각한 펌프 고장 위험을 줄일 수 있습니다. 심정 수직 터빈 펌프의 장기적인 성능을 보장하기 위해 펌프 제조업체의 지침을 항상 참조하고 특정 용도에 맞는 모범 사례를 채택하십시오.