펌프 씰 고장의 일반적인 원인

펌프 봉인 실패 산업용 펌핑 시스템에서 가장 빈번하게 발생하는 문제 중 하나로, 가동 중단과 수리로 인해 막대한 비용이 발생합니다. 씰이 파손되는 원인을 파악하면 이러한 문제를 예방하고 장비의 원활한 작동을 유지하는 데 도움이 됩니다.

기계적 원인

모든 씰 고장 중 약 40%는 기계적 문제로 인해 발생합니다. 이러한 문제는 일반적으로 부적절한 설치 또는 장비 마모로 인해 발생합니다.

정렬 불량 및 설치 오류

샤프트 정렬 불량으로 인해 15-20%가 발생합니다. 기계적 밀봉 펌프 고장. 펌프 축이 모터 축과 제대로 정렬되지 않으면 고르지 않은 씰에 가해지는 압력 얼굴.

이러한 정렬 불량으로 인해 씰은 회전할 때마다 휘어지게 됩니다. 시간이 지남에 따라 이러한 지속적인 휘어짐은 씰 재질을 손상시켜 누출을 유발합니다.

설치 오류도 마찬가지로 큰 피해를 입힙니다. 흔한 실수에는 잘못된 도구 사용, 설치 중 압력 불균형, 또는 오염 등이 있습니다. 물개 얼굴 손가락에서 나온 먼지나 기름으로 인해.

마모된 베어링/샤프트 및 진동

마모된 베어링은 과도한 축 움직임을 유발하여 500~1000시간 작동 시 씰을 손상시킵니다. 베어링이 마모되면 축이 부드럽게 회전하는 대신 흔들립니다.

이러한 흔들림으로 인해 씰 표면 사이에 틈이 생깁니다. 이 틈으로 유체가 빠져나가 오염 물질이 씰링 영역으로 유입됩니다.

초당 0.3인치 이상의 진동 수준은 일반적으로 베어링 문제를 나타냅니다. 정기적인 진동 모니터링을 통해 씰이 손상되기 전에 이러한 문제를 포착할 수 있습니다.

열-기계적 응력(열 검사)

열 검사는 씰 표면에 거미줄 무늬와 유사한 작은 균열이 생기는 것으로 나타납니다. 이는 씰 표면이 50°F(섭씨 10도) 이상의 급격한 온도 변화를 겪을 때 발생합니다.

온도 변화에 따른 지속적인 팽창과 수축은 응력 균열을 발생시킵니다. 이러한 균열은 열 사이클이 지날 때마다 점점 커져 결국 밀봉이 완전히 파손됩니다.

운영상의 원인

펌프를 직접 작동하는 방법은 다음과 같은 영향을 미칩니다. 물개 생활. 작동상의 실수로 인해 새 씰이 몇 분 만에 파손될 수도 있고, 몇 달에 걸쳐 천천히 손상될 수도 있습니다.

건조 주행/윤활 손실

펌프를 공회전시키면 30초 이내에 기계적 씰이 파손됩니다. 씰 면 사이에는 직접 접촉을 방지하기 위한 얇은 액체막이 필요합니다.

이 액체 필름이 없으면 표면이 서로 마찰되어 극심한 열이 발생합니다. 몇 초 만에 온도가 1000°F(섭씨 484°C)에 도달하여 녹거나 갈라질 수 있습니다. 씰 재료.

윤활유 손실은 탱크가 비어 있거나 흡입 라인에 증기 잠금이 발생할 때 자주 발생합니다. 저수위 스위치를 설치하고 적절한 배기를 통해 대부분의 공회전 사고를 예방할 수 있습니다.

캐비테이션 및 증발

캐비테이션은 펌프 흡입 압력이 액체의 증기압보다 낮아질 때 발생합니다. 이로 인해 작은 기포가 생성되고, 이 기포는 씰 표면 근처에서 격렬하게 붕괴됩니다.

기포가 붕괴될 때마다 미세한 망치 타격이 발생합니다. 초당 수천 번의 이러한 충격은 마치 모래 분사처럼 씰 표면 소재를 부식시킵니다.

기화는 액체가 씰 접촉면에서 증기로 변할 때 발생합니다. 이 증기는 적절한 윤활을 방해하고 앞서 언급한 공회전 손상을 유발합니다.

압력 스파이크 및 유압 충격

정상 작동 압력의 150%를 초과하는 압력 스파이크는 씰을 즉시 손상시킬 수 있습니다. 이러한 스파이크는 밸브가 너무 빨리 닫히거나 펌프가 닫힌 배출 밸브에 부딪혀 작동할 때 자주 발생합니다.

유압 충격 (수격)은 씰 표면에 부딪히는 압력파를 생성합니다. 한 번의 강한 충격만으로도 씰 표면에 균열이 생기거나 엘라스토머가 폭발할 수 있습니다.

압력 방출 밸브를 설치하고 소프트 스타트 모터를 사용하면 이러한 손상을 유발하는 압력 발생을 줄일 수 있습니다. 또한 적절한 밸브 작동 절차를 통해 대부분의 유압 충격 사고를 예방할 수 있습니다.

설계 한계 밖에서 작동

모든 기계적 씰에는 특정 압력, 온도 및 속도 제한이 있습니다. 이러한 제한을 초과하여 작동하면 씰 수명이 크게 단축됩니다.

150psi 정격 씰을 200psi에서 작동시키면 수명이 75%만큼 단축됩니다. 마찬가지로, 온도 한계를 단 25°F(섭씨 영하 10도)만 초과해도 씰 수명이 절반으로 단축될 수 있습니다.

항상 작동 조건이 씰의 설계 사양과 일치하는지 확인하십시오. 공정 조건이 변경되면 다른 씰 재질이나 설계가 필요할 수 있습니다.

환경적 원인

펌프 주변 환경은 작동 방식만큼이나 씰 성능에 영향을 미칩니다. 외부 요인은 씰 재질을 손상시키거나 정상적인 작동을 방해할 수 있습니다.

고형물 오염

10미크론 정도의 작은 고체 입자도 씰 표면을 손상시킬 수 있습니다. 이러한 입자는 씰링 표면 사이에 끼어 마치 연삭제처럼 작용합니다.

모래나 자갈이 섞인 유체는 명백한 문제입니다. 하지만 깨끗해 보이는 유체조차도 배관 스케일, 녹 또는 공정 오염으로 인한 유해한 입자를 포함할 수 있습니다.

적절한 여과 시스템을 설치하면 대부분의 유해 입자가 제거됩니다. 플러시 시스템 지속적으로 씰을 청소하다 이 지역은 오염된 서비스에서 물개의 수명을 연장합니다.

부식성/화학 공격

화학 공격은 분자 수준에서 밀봉재를 파괴합니다. 잘못된 화학 물질에 잘못된 재료를 사용하면 몇 년이 아니라 몇 시간 만에 파손될 수 있습니다.

엘라스토머는 호환되지 않는 화학물질에 노출되면 부풀어 오르거나 굳어지거나 용해됩니다. 금속 부품은 부식이 발생하면 구멍이 생기거나 균열이 생기거나 침식됩니다.

씰 재질을 선택하기 전에 항상 화학적 적합성을 확인하십시오. 확실하지 않은 경우, 적합성 차트를 참조하거나 침수 시험을 실시하십시오.

극한의 온도

영하 20도(-20°F) 미만의 온도에서는 엘라스토머가 부서지기 쉽고 균열이 발생하기 쉽습니다. 반대로, 400도(400°F) 이상의 온도에서는 대부분의 씰 소재가 파손됩니다.

급격한 온도 변화는 일정한 극한 온도보다 더 큰 손상을 초래합니다. 38°C(100°F)의 온도 변화는 열 충격으로 인해 단단한 밀봉면에 균열을 일으킬 수 있습니다.

온도에 적합한 재료를 사용하고 급격한 온도 변화를 피하면 대부분의 열적 손상을 예방할 수 있습니다. 열교환기 또는 냉각 플러시 시스템은 극한 온도 환경에서 유용합니다.

외부 진동 및 충격

근처 장비는 배관과 기초를 통해 펌프로 진동을 전달할 수 있습니다. 이러한 외부 진동은 기존 진동에 더해집니다. 펌프 진동.

건설 활동, 지게차 통행, 또는 기타 펌프는 충격 하중을 발생시킬 수 있습니다. 이러한 갑작스러운 충격은 씰 표면을 순간적으로 벌어지게 하여 누출과 오염을 유발합니다.

적절한 기초 설계와 진동 차단은 외부 진동 영향을 줄입니다. 배관의 유연한 연결부 또한 펌프를 외부 진동원으로부터 차단하는 데 도움이 됩니다.

물질 관련 원인

아무리 좋은 씰 설계라도 잘못된 재료를 사용하면 실패합니다. 재료 선택은 내화학성부터 마모 수명까지 씰 성능의 모든 측면에 영향을 미칩니다.

재료 비호환성

호환되지 않는 재료를 사용하면 25%의 씰이 조기에 파손될 수 있습니다. 각 씰 재료에는 고유한 화학적 및 온도 제한이 있습니다.

예를 들어, 부나-N 고무는 석유에서 팽창하고 연화됩니다. 비톤은 증기에서 분해됩니다. 탄소 흑연은 강산화제를 견딜 수 없습니다.

씰 재질은 항상 특정 서비스 조건에 맞춰야 합니다. 재질을 선택할 때는 온도, 압력, 화학 성분, pH 등을 고려하십시오.

마모 및 침식

마모는 고체 입자가 직접 접촉하여 씰 표면을 마모시킬 때 발생합니다. 밀가루나 설탕과 같은 부드러운 입자도 시간이 지남에 따라 마모될 수 있습니다.

침식은 고속 흐름이 씰 재질을 씻어낼 때 발생합니다. 특히 슬러리나 고속 펌프에서 문제가 심각해집니다.

실리콘 카바이드와 같은 단단한 표면 소재는 부드러운 소재보다 마모에 더 강합니다. 특수 표면 설계를 통해 유량을 조절하여 침식을 최소화할 수도 있습니다.

압력 하의 압출

고압은 부드러운 힘을 가한다 씰 구성 요소 틈새로 밀려들어갑니다. 이러한 돌출은 O-링, 개스킷 및 기타 탄성 부품에 손상을 입힙니다.

압력 사이클링은 압출을 더욱 악화시킵니다. 압력이 급격히 상승할 때마다 재료는 틈새로 더 깊이 밀려 들어가 조각들이 부서질 때까지 이어집니다.

백업 링을 사용하고 적절한 경도계 재질을 선택하면 대부분의 압출 문제를 예방할 수 있습니다. 또한, 틈새를 최소화하면 압출 위험도 줄어듭니다.

압축 세트 및 경화

압축 세트 엘라스토머가 지속적인 압축으로 인해 영구적으로 변형될 때 발생합니다. 재료는 원래 상태로 복원되고 제대로 밀봉되는 능력을 잃습니다.

열과 화학 물질 노출은 압축 변형을 가속화합니다. 수년간 견뎌야 할 O-링이 혹독한 환경에서는 수개월 만에 파손될 수 있습니다.

압축 변형이 발생하기 전에 정기적으로 씰을 교체하면 예상치 못한 고장을 예방할 수 있습니다. 고품질 엘라스토머를 선택하면 서비스 수명도 연장됩니다.

피로 및 재료 마모

모든 씰 재료는 시간이 지남에 따라 피로를 겪습니다. 지속적인 압력 변화, 온도 변화, 그리고 기계적 응력은 재료를 점차 약화시킵니다.

정상적인 마모는 씰 표면의 재료를 천천히 마모시킵니다. 이러한 마모는 조건이 이상적이지 않거나 유지관리를 소홀히 할 때 더욱 심해집니다.