원심 펌프의 기계적 밀봉이 실패하면 어떻게 되나요?

기계적 씰은 펌핑된 유체의 누출을 방지하는 원심 펌프의 중요한 구성 요소입니다. 이러한 씰이 파손되면 펌프의 성능, 신뢰성 및 수명에 영향을 미치는 다양한 문제가 발생할 수 있습니다. 이 기사에서는 원심 펌프의 기계적 밀봉 실패로 인해 발생할 수 있는 다양한 결과를 자세히 조사할 것입니다.

펌핑된 유체의 누출

누출은 기계적 밀봉 실패와 관련된 가장 일반적인 문제로, 모든 밀봉 실패 중 40% 이상을 차지합니다.

메카니컬 씰의 주요 기능은 펌프 케이싱에서 펌핑된 유체가 누출되는 것을 방지하는 것입니다. 씰이 파손되면 펌핑된 유체가 빠져나가게 되어 펌핑 효율성이 감소하고 잠재적인 안전 위험이 발생할 수 있습니다. 펌핑되는 유체의 특성에 따라 누출로 인해 환경이 손상되거나 규정을 위반할 수도 있습니다.

임펠러 침식

고장난 메카니컬 씰에서 유체가 누출되면 임펠러 베인이 부식될 수 있습니다. 유체가 손상된 씰을 통해 빠져나가면서 시간이 지남에 따라 임펠러 재료를 마모시키는 연마 입자가 포함되는 경우가 많습니다. 이러한 침식은 임펠러의 유압 효율을 감소시켜 펌프 성능을 저하시킵니다.

임펠러 침식은 부유 물질이 포함된 슬러리나 액체를 펌핑할 때 특히 문제가 됩니다. 연구에 따르면 침식으로 인해 임펠러와 케이싱 사이의 간격이 조금만 증가해도 펌프 효율이 2-5%만큼 감소할 수 있는 것으로 나타났습니다. 심한 경우 임펠러 침식으로 인해 임펠러가 완전히 고장나고 비용이 많이 드는 교체가 필요할 수 있습니다.

슬리브/샤프트 마모

임펠러에 충격을 주는 것 외에도 씰이 고장나서 유체가 누출되면 펌프 샤프트나 슬리브가 마모될 수도 있습니다. 유체가 빠져나가면서 연마재 역할을 하는 파편과 오염 물질이 운반될 수 있으며 샤프트나 슬리브 표면이 점차 마모됩니다. 이러한 마모로 인해 홈, 긁힘 또는 밀봉 표면을 손상시키는 기타 불규칙성이 생길 수 있습니다.

샤프트의 가우징, 찌그러짐, 긁힘

점진적인 마모 외에도 씰 손상으로 인해 구멍이 나거나 찌그러지거나 깊은 긁힘과 같은 펌프 샤프트에 더 심각한 손상이 발생할 수도 있습니다. 이는 일반적으로 씰 면이 잘못 정렬되거나 손상되어 씰 면과 샤프트 사이에 단단한 입자가 갇힐 때 발생합니다.

샤프트가 회전함에 따라 이러한 갇힌 입자로 인해 샤프트 표면에 깊은 긁힘이나 홈 자국이 생길 수 있습니다. 큰 잔해물이 충분한 힘으로 샤프트에 충격을 가하면 찌그러짐이 생길 수도 있습니다. 긁힘이나 찌그러짐이 펌핑된 유체의 누출 경로를 제공하므로 이러한 유형의 손상은 밀봉 실패로 빠르게 이어질 수 있습니다.

씰 샤프트의 부식

기계적 밀봉이 실패하면 펌프 샤프트가 부식성 유체에 노출되어 샤프트 재료의 부식 및 열화가 가속화될 수 있습니다. 많은 펌핑 유체에는 샤프트의 야금과 반응하여 시간이 지남에 따라 약화될 수 있는 화학 물질이 포함되어 있습니다.

부식은 직접적인 밀봉 영역을 넘어 확장되어 샤프트의 더 넓은 부분에 영향을 미칠 수 있기 때문에 특히 해롭습니다. 이러한 광범위한 손상으로 인해 샤프트 수리가 복잡해지고 완전한 교체가 필요할 수 있습니다. 부식은 또한 샤프트의 표면 거칠기를 증가시켜 눈에 보이는 손상을 기계로 제거하더라도 기계적 밀봉이 단단히 밀봉되는 것을 방해할 수 있습니다.

플래싱 또는 에칭

끓는점이 낮은 유체의 경우 기계적 밀봉 누출로 인해 유체가 펌프에서 빠져 나온 후 압력 강하가 발생하여 유체가 빠르게 증발할 수 있습니다. 플래싱 또는 에칭으로 알려진 이러한 급속한 기화는 씰 표면을 마모시키고 씰 구성 요소를 가열하여 조기 파손을 초래할 수 있습니다. 플래싱은 또한 씰 표면의 열 변형을 유발하는 국지적인 고온을 생성하여 추가 누출을 초래할 수도 있습니다.

프레팅

프레팅(Fretting)은 메카니컬 씰 구성 요소 사이에 상대적인 움직임이 있을 때 발생하며, 이는 종종 부적절한 설치, 윤활 불량 또는 씰 표면의 뒤틀림으로 인해 발생합니다. 이러한 상대 운동은 표면 사이에 작은 진폭의 미끄러짐과 마찰을 발생시켜 마모와 피로를 유발합니다.

프레팅은 씰 표면에 균열과 파손이 발생하기 쉬운 약화된 영역을 생성할 수 있습니다. 또한 밀봉 표면을 오염시켜 마모와 누출을 증가시키는 작은 입자를 생성할 수도 있습니다.

과도한 진동 및 소음

기계 밀봉 장치에 결함이 있으면 과도한 진동과 소음이 발생할 수 있으며, 이는 종종 더 심각한 근본적인 문제를 나타냅니다. 씰 표면이 마모되거나 손상되면 매끄럽고 평평한 표면이 손실되어 불균형이 발생하여 샤프트가 진동할 수 있습니다. 누출된 유체는 증기 기포의 급속한 형성과 붕괴로 인해 진동과 소음이 발생하는 캐비테이션을 일으킬 수도 있습니다.

펌프 정지 및 가동 중지 시간

궁극적으로 기계적 밀봉이 실패하면 펌프가 완전히 정지되고 계획되지 않은 가동 중단 시간이 발생할 수 있습니다. 씰이 심각하게 손상되면 다른 펌프 구성 요소에 2차 손상이 발생하여 광범위한 수리가 필요할 수 있습니다. 어떤 경우에는 심하게 손상된 펌프를 수리하는 데 드는 비용이 교체 비용을 초과할 수 있습니다.