遠心ポンプ設置時の一般的な問題と解決策

渦巻ポンプは流体輸送の中核機器として、石油化学、電力、上水道、下水処理などの分野で広く使用されています。設置の品質は、運用効率、エネルギー消費、および機器の寿命に直接影響します。しかし、実際の用途では、遠心ポンプは、不適切な取り付け、構造ミス、設計上の欠陥により、過度の振動、漏れ、ベアリングの過熱などの問題に悩まされることがよくあります。この記事では、典型的なプロジェクトの事例を参考にして、遠心ポンプの設置中に遭遇する一般的な問題を分析し、実際のアプリケーションの品質を向上させるためのソリューションを提案します。

 

 

1. Foundation のインストールの問題

事例 1: 製油所の重油移送ポンプ

1.1 インストールの問題:

1) 基礎強度不足（養生期間が3日しかない）により、ポンプ本体が沈み、傾いてしまいます。

2) アンカーボルトが締め付けられておらず、緩み止め対策が不十分である。-

1.2 エンジニアリングの実践:

1) コンクリート製造業者の指示に従ってください: 基礎硬化時間 7 日以上。

2) 二次グラウト層の厚さは 25mm 以上でなければなりません。

1.3 問題の症状と結果

1) 2 か月の運転後に基礎に 0.5mm の亀裂が発生しました。

2) 振動は 2.8mm/s から 6.5mm/s (標準比 45% 以上) に増加しました。

3）軸受寿命が設計値の30％に短縮されました。

1.4 原因分析:

1) 基礎剛性が不十分（設計値の 65% しか測定されていない）。

２）グラウト層の収縮によりボイドが発生した（超音波試験により、面積の２０％がボイドであることが示された）。

1.5 解決策:

1) 少なくとも 7 日間の養生期間を持つ、高強度で収縮のないコンクリート基礎を使用します。-

2) レベルを使用してポンプベースを校正し、レベル偏差が 0.1 mm/m 以下であることを確認します。

3) 適切な二次グラウト注入プロセスを使用して、アンカー ボルトの締め付けトルクが仕様を満たしていることを確認します。

 

2. パイプの設置の問題

事例2：製薬工場の冷却水ポンプ（入口フィルタ付）

2.1 インストールの問題:

1) インレットパイプの水平部が上向きに 5 度傾いていた（エアポケットが発生）

2) 3 つの短い半径のエルボが入口パイプに取り付けられました。-

2.2 エンジニアリングの実践:

1) 吸気管にはエアポケットが発生しやすい高い箇所があってはなりません。

2) エルボ後の直線部分はパイプの直径の 3 以上である必要があります。偏心減速機の傾斜は下向きでなければなりません。

2.3 問題の症状と結果:

1) 42% の動作電流過負荷により、モーターが焼損します。

2) 定期的な空気結合停止 (流量損失 25% 以上)。その結果、システム効率が 30% 低下します。

2.4 原因分析:

1) パイプの上向きの傾斜とエルボの数が多すぎるため、空気の蓄積が発生し (エアポケットが発生し)、有効な流れ断面積が減少しました。-。

2) フィルターの濾過面積が小さすぎるため、NPSH の安全マージンが不十分でした。

2.5 解決策:

1) パイプのルートを変更します (エアポケットが形成されやすい高い箇所を削除し、余分なエルボを削除します)。

2) エルボ以降の直管の長さを長くする

3) フィルター面積をパイプ断面積の 3-4 倍に増やし、抵抗を減らします

 

3. パイプの応力の問題

事例 3: 化学プラントの酸ポンプ

3.1 インストールの問題:

1) 入口パイプと出口パイプは強制突合せ継手を使用して設置されました。

2) パイプサポートは設置されていませんでした。

3.2 エンジニアリングの実践:

1) 配管応力 ポンプ重量の 0.1 倍以下（配管荷重がポンプの耐荷重内であることを確認してください）。

2) パイプラインの変位 0.15 mm/m 以下。

3.3 問題の症状と結果:

1) フランジの漏れ率が 200% 増加しました。

2) メカニカルシールの平均寿命はわずか1,800時間でした。

3) ポンプ本体の永久変形は 0.2 mm でした。

3.4 原因分析:

1) パイプの熱膨張により、1.8 kN の追加の力が発生しました。

２）フランジボルトの応力が規定値を超えていた（降伏強度の８５％に達している）。

3.5 解決策:

1) ポンプの入口フランジと出口フランジの近くのパイプにスプリング サポートを取り付けます。

2) 柔軟な接続を使用します (金属ベローズ補正 10 mm 以上)。

 

4. キャビテーションの問題

事例 4: 発電所のボイラー給水ポンプ

4.1 インストールの問題:

1) 吸入パイプラインの90度の急な曲がり

2) NPSH 安全マージンは計算されません

4.2 エンジニアリングの実践:

1) NPSHa 1.3 × NPSHr 以上

2) 吸込入口速度 2 m/s 以下

4.3 問題の症状と結果:

1) インペラのキャビテーション (6,000 時間運転後、ピット深さは 3 mm に達する)

2) 15% 効率が低下

3) 周期的な振動変動(±2mm/s)

4.4 原因分析:

1) 実際の NPSHa はわずか 5.1 m (必要な 6.6 m)

2) 局所抵抗損失は0.35MPaに達します

4.5 解決策:

1) 吸引ラインを変更します (長い-半径エルボ R=5D を使用します)

2) 液面を2.5m上昇させる（NPSHaは7.3mに上昇）

 

5. 調整の問題

事例5：製鉄所の循環水ポンプ

5.1 インストールの問題:

1) コールドアライメントでは熱膨張が考慮されていない

2) 標準ダイヤルインジケータによる位置合わせ

5.2 エンジニアリングの実践:

1) コールドアライメントには熱膨張の許容が必要

2) カップリングの半径方向/角度のたわみは通常、0.05mm 以下であることが必要です。

5.3 問題の症状と結果:

1) 動作温度80度で振動上昇8mm/s

2) カップリングボルトの破損(3ヶ月ごとに交換)

3) ベアリング温度が 95 度に達しました

5.4 原因分析:

1) 熱膨張による角度たわみは 0.12mm/m

2) アライメントエラーによる追加負荷 (設計値の最大 150%)

5.5 解決策:

1) レーザーアライメントツールを使用してホット補償アライメントを行う

2) ダイヤフラムカップリングを使用（0.3度の角度偏向を許容）

 

6. 潤滑の問題

事例6：化学プラントの溶剤ポンプ（2019年）

6.1 潤滑の問題:

1) ベアリング ハウジングにグリースを過剰に塗布します（容量の 80% まで）-

2）グリース排出口はありません。

6.2 エンジニアリングの実践:

1）グリースの充填量は軸受隙間の50％以下としてください。

2) グリースは 2,000 時間の運転ごとに再潤滑する必要があります。

6.3 問題の症状と結果:

1) 動作温度は継続的に 85 度を超えます。

2) グリースの炭化。

3) ベアリングの平均寿命はわずか 4,000 時間です。

6.4 原因分析:

1) 過剰潤滑により撹拌熱が発生します (温度が最大 35K 上昇)。

2) 余分なグリースは排出できません (汚染レベルは ISO 4406 クラス 20/18 に達します)。

6.5 解決策:

1）自動潤滑装置を設置してください（グリース注入1回あたり5cc）。

2) 合成グリースに交換します（適用温度範囲 -30℃～150℃）。

 

7. 付属品と基盤の問題

事例 7: 酸ポンプ

7.1 インストールの問題:

1) フランジガスケット内径がパイプ径より 1.5mm 小さく、絞りが発生した。

2) 基礎レベルの偏差は 0.25mm/m (標準の 150% 以上) でした。

7.2 エンジニアリングの実践:

1) ガスケット内径=パイプ径 + 1mm

2) 基礎レベル 0.1mm/m以下

7.3 問題の症状と結果:

1) 流量が35%減少

2) 酸腐食とシールからの漏れ

3) アンカー ボルトを再グラウトしなかったために共鳴亀裂が発生した-

4) ポンプ本体容量が基準を超えている。

7.4 原因分析:

1) 絞り効果により局所流速が増加

2) 基礎振動応力の重畳による疲労亀裂の促進

7.5 解決策:

1) ガスケットを認定されたものと交換し、基礎グラウト注入後の水平度を再測定します。-

2) 位置ずれを防ぐために、ホット アライメントと再測定を 2,000 時間ごとに実行します。{1}

 

遠心ポンプの設置品質は、その動作信頼性と耐用年数に直接影響します。標準化された基礎構造、正確な位置合わせ、最適化された設置、キャビテーション防止対策により、故障率を大幅に低減できます。設置後は、無負荷テスト実行 (2 時間以上) と負荷テスト実行 (4 時間以上) を実施し、長期安定した動作を確保するために振動や温度などのパラメータを定期的に監視することをお勧めします。-