遠心ポンプの梱包、設置、試運転

Jan 28, 2024

遠心ポンプは、多くのサービスや用途で一般的に使用されています。 一般的な遠心ポンプ構成は、横型一段ポンプです。 最も一般的なポンプのタイプは、横型、端部吸引、上部排出型の遠心ポンプです。 多段ポンプ、垂直ポンプ、ベアリング間 (BB) ポンプなどの他のタイプのポンプも、特定の要件に基づいてさまざまな用途やサービスで使用されています。 この記事では、スムーズでトラブルのない運転のための遠心ポンプの梱包、設置、試運転について説明します。

ポンプのベースプレートの選択は、ポンプのパッケージングの最初のステップの 1 つです。 これは、ポンプの信頼性と適切な動作にとって重要なステップです。 ベースプレートにはさまざまな構成、タイプ、材料があります。 最も推奨されるのは、適切な鋼材のプロファイルと断面から製造された頑丈で強力なベースプレートです。 ねじり剛性、剛性、平坦度はポンプのベースプレートにとって重要です。 組み立てられた鋼製ベースプレートは十分な重さがあり、適切に溶接され、応力が除去され、機械加工されている必要があります。

すべてのポンプには、パッケージ内に小さなユーティリティ配管が必要です。 たとえば、潤滑システム、シール システム、ドレンまたはベント用の配管と接続が必要です。 チューブ (ステンレス鋼であっても) やフレキシブル ホースなどが使用されてきましたが、さまざまなポンプ パッケージでは故障や信頼性の問題が発生しました。 小さくて硬い配管が常に最良の選択肢です。 適切に選択された材料と詳細（パイプ/継手の適切なスケジュール）を備えた小さな配管は、上記のチューブやホースなどよりも優れています。小さな配管は、振動や高応力を防ぐために、適切にサポートされるだけでなく、十分に補強され、ガセットされる必要があります。点か失敗か。 小さな配管に関しては、腐食や事故の可能性も懸念されます。 したがって、保守的な（硬い）サポートを備えた重い壁が推奨されます。

すべての遠心ポンプには、ポンプの出口近くの吐出側に圧力計が付いている必要があります。 正確な吐出圧力は重要な情報であるため、これはトラブルシューティングや監視に役立ちます。 吸込口の圧力計についても議論の余地があります。 一方では、吸込口の圧力計は監視に役立ちますが、他方では、吸込配管はできるだけ単純であるべきであるため、吸込ラインに生じる外乱は良い結果ではありません。 そのため、多くのポンプには吸入側に圧力計がありません。

適切な設置とは通常、正しく設置された基礎、適切なアンカー ボルト、最小限の配管負荷、適切なレベリング、適切な位置合わせ、および完璧なグラウト注入を指します。 ポンプの設置には細心の注意が必要です。 レベリング、適切な位置決め、位置合わせが重要です。 経験則として、ポンプ列のベースプレートは、0.0002 メートル/メートル (m/m)/0.2 mm/m (ミリメートル/ミリメートル) 以内に水平 (左右、端と端など) にする必要があります。メートル）—たとえば、2 m のポンプベースプレートの場合は 0.4 mm 未満です。 ポンプの配管はポンプ吸込フランジから吸込源への配管を推奨しており、その逆は避けてください。

目安として、基礎質量は遠心ポンプのパッケージ質量の 3 ～ 4 倍となります。 エポキシグラウトは、遠心ポンプなどの機械には常に使用する必要があります。 アンカーボルトは十分な強度と長さが必要です。 より具体的には、長さ/直径の比は 11 対 16 である必要があります。アンカー ボルトには、グラウトの侵入を防止し、基礎と基礎の間の熱膨張の差による相対的な熱膨張に対応するために、スリーブまたは同様のツールを提供する必要があります。ベースプレート。 低い配管力 (低ノズル負荷) に関しては、ポンプのノズル フランジに配管フランジを作成するときに、フランジのボルトを締めたり緩めたりするときにダイヤル インジケータが 0.04 mm を超えて移動しないように、これらは非常に低くなければなりません。

ポンプの問題を早期に検出、特定、修正することは、継続的で安全かつ生産的な運転を確保するために重要です。 起動直後に発生揚程と流量を確認し、評価してください。 ポンプの過剰な振動、騒音、ベアリングの動作、動作温度、その他の動作の詳細についてもチェックする必要があります。 これらの手順も最初に確認する必要があります。 ただし、ポンプの油圧動作が正常に見える場合は、問題の原因はアライメント、ベアリング、またはシールにある可能性があります。

遠心ポンプに気体（空気）が入ると、ポンプ内部（渦巻管など）に閉じ込められることがあり、これにより能力が低下し、振動や騒音が発生します。 ポンプの騒音が過度に大きく、機械的に問題がない場合は、ポンプ内のガス (空気) が問題の原因である可能性があります。 あまり一般的ではない原因として、キャビテーションが考えられます。 キャビテーションは通常、他の誤動作によって生成されるノイズとは異なる、独特のノイズを生成します。 問題がキャビテーションであるかどうかを判断するもう 1 つの方法は、正味吸引ヘッド (NPSH) マージンを確認し、吸引圧力と吐出圧力の変動を監視することです。

回転力学は、遠心ポンプ、特に高速、大型、または高出力ポンプにとって重要な役割を果たします。 臨界速度が動作速度範囲を侵害してはなりません。 ほとんどのポンプは剛性の高いシャフト機械であり、最初の臨界速度は最大動作速度の 120% を超えます。 可変速駆動 (VSD) ポンプの場合、最初の臨界速度は最大動作速度の 130% を超える必要があります。 一部の大型ポンプでは、フレキシブル シャフトのコンセプトが使用されている場合があります。 これらの場合、最初の臨界速度は最低動作速度よりも低く、通常は 15% ～ 25% のマージン内にあります。 2 番目の臨界速度は通常、最大動作速度の 130% を超えます。

ポンプの動作と油圧を評価するための適切な尺度は振動です。 すべてのポンプが振動するのは正常です。 油圧、機械、動的動作条件が最良の状態にあるポンプでも、軽微な欠陥や不完全性が原因で、ある程度の振動が発生することがあります。 したがって、各ポンプには、正常または固有と見なされるレベルの振動があります。 動作または状態監視の用語では、これは「ベースライン」として知られています。 ただし、ポンプの振動が増加したり過度になったりする場合は、通常、何らかの動作上の問題または機械的トラブルが原因です。 通常、振動は理由もなく増加したり過度になったりすることはありません。 油圧の問題、アンバランス、ミスアライメント、摩耗したベアリング、緩みなどにより、高い振動が発生する可能性があります。 ベースラインよりも高い振動を引き起こすこれらの根本原因のいくつかは、次の大規模なオーバーホールまたは修理まで許容される可能性があります。 ただし、それらの中には有害で危険なものもあります。

高い振動自体が、シールやベアリングなどのポンプ部品を損傷する可能性があります。 大まかな目安として、フィルタなしの振動速度は、シャフトに対して半径方向に測定した場合 (たとえば、ベアリング キャップに取り付けられた振動センサーを使用して)、多くの場合、ピーク ツー ピークで 3 ～ 4 mm/秒を超えないはずです。

Amin Almasi は、オーストラリアの主任機械/機械コンサルタントです。 彼は、オーストラリアエンジニア (MIEAust CPEng–Mechanical) および IMechE (CEng MIMechE) の公認プロエンジニアです。 彼は機械工学の理学士号と理学修士号を取得しており、RPEQ (クイーンズランド州登録プロフェッショナルエンジニア) の資格を持っています。 彼は、ポンプ、回転装置、機械装置、状態監視および信頼性を扱う 200 を超える論文や記事を執筆しています。