1. ラジアル力
業界統計によると、遠心ポンプが停止する最大の理由は、ベアリングやメカニカル シールの故障です。ベアリングとシールは「鉱山のカナリア」です - それらはウォーター ポンプの健全性の初期指標であり、ウォーター ポンプ システムの内部状態の前兆でもあります。
この業界に長く携わっている人なら誰でも、ベスト プラクティスの 1 つはポンプを最高効率ポイント (BEP) またはその近くで運転することであることを知っているかもしれません。 BEP では、設計されたポンプは最小のラジアル力に耐えます。 BEP から離れる動作によって生成されるすべての半径方向の力の合成ベクトルは、ローターと 90 度の角度を形成し、シャフトを偏向させて曲げようとします。
大きなラジアル力とその結果として生じるシャフトのたわみは、メカニカル シールの致命的要因であり、ベアリングの寿命を縮める重要な要因です。十分に大きいと、ラジアル力によりシャフトがたわんだり曲がったりします。ポンプを停止してシャフトの振れを測定する場合、それは静的状態ではなく動的状態であるため、誤差は発生しません。
3600rpm で動作する曲げシャフト (たわみ) は 1 回転あたり 2 回たわむため、実際には 1 分間に 7200 回曲がります。この大きな周期的なたわみにより、シール面が接触を維持したり、適切なシール動作に必要な流体層を維持したりすることが困難になります。
2. 油汚染
ボール ベアリングの場合、ベアリングの故障の 85% 以上は、ゴミ、異物、または水の侵入が原因です。わずか 250ppm (250ppm) の水がベアリングの寿命を 4 倍短縮します。
潤滑油を適切に使用することは、潤滑油の寿命を延ばすために非常に重要です。
3. 吸入圧力
ベアリングの寿命に影響を与えるその他の主な要因には、吸入圧力、カップリングの位置合わせ、パイプラインの応力などがあります。
単段水平カンチレバー プロセス ポンプの場合、ロータに作用する合成軸力は入口に向かうため、限られた逆吸入圧力によって実際に軸力がある程度減少し、それによってスラスト ベアリングの負荷が軽減され、寿命が延びます。
4. 校正
ポンプとモーターの間のミスアライメントは、ラジアルベアリングに過負荷を引き起こす可能性があります。ミスアライメントを計算する場合、ラジアルベアリングの寿命は指数係数になります。
たとえば、わずか 1.52 mm の小さな偏差の場合、エンド ユーザーは 3 ～ 5 か月間稼働した後に、ある種のベアリングまたはカップリングの問題に遭遇する可能性があります。ただし、0.0254mm の偏差の場合、同じポンプが 90 か月以上稼働する可能性があります。
5. パイプラインのストレス
パイプラインの応力は、吸入パイプおよび/または吐出パイプとポンプ フランジの位置のずれによって発生します。堅牢なポンプ設計であっても、生成されたパイプライン応力により、これらの潜在的な大きな力がベアリングとそれぞれのハウジングに容易に伝達される可能性があります。力（ひずみ）により、ベアリングの不適切な取り付けや他のベアリングとの不一致が発生し、その結果、中心線が異なる平面上に配置されます。
6. 流体特性
pH、粘度、比重などの流体の特性が重要な要素です。媒体が酸性または腐食性の場合、ケーシングやインペラの材質などのポンプの接触部分は機能状態を維持する必要があります。流体中に存在する固体の量、サイズ、形状、粉砕品質はすべて影響要因となります。
7. 作業状況
動作状態の厳密さは、所定の時間内にポンプがどのくらいの頻度で始動するかという、もう 1 つの主要な要素です。
ポンプによっては、数秒ごとに起動および停止するものもあります。同じ条件下で継続的に作動するポンプと比較して、作動中のこれらのポンプは指数関数的な速度で摩耗します。このような状況では、システム設計の変更が急務となっている。
8. キャビテーション許容値
利用可能な正味正味吸引ヘッド (NPSHA) のマージンが高いほど、必要な正味正味吸引ヘッド (NPSHR) を超えた場合にポンプでキャビテーションが発生する可能性が低くなります。キャビテーションはポンプインペラを損傷し、シールやベアリングに影響を与える可能性のある振動を発生させる可能性があります。
9. ポンプ速度
ポンプの動作速度も重要な要素です。たとえば、3550 rpm のポンプは 1750 rpm のポンプより 4 ～ 8 倍早く摩耗します。
10. インペラのバランス
カンチレバー ポンプや特定の垂直設計のアンバランスなインペラは、BEP から離れて動作するときのポンプの半径方向の力と同様に、シャフトのたわみを引き起こす可能性があります。ラジアルずれとたわみが同時に発生する場合があります。何らかの理由でインペラをトリミングした場合は、バランスを取り直す必要があります。
11. パイプ形状
ポンプの寿命を延ばすためのもう 1 つの重要な考慮事項は、パイプラインの形状、または流体がポンプに「ロード」される方法です。
たとえば、ポンプの垂直吸込側のエルボは、水平エルボよりも悪影響が少ないです。インペラにかかる油圧負荷がより均一になるため、ベアリングにかかる負荷もより均一になります。
12. 使用温度
高温でも低温でも、ポンプの作動温度、特に温度変化率はポンプの寿命と信頼性に大きな影響を与えます。ポンプの動作温度は非常に重要であるため、ポンプはこの温度で動作するように設計する必要があります。しかし、より重要なのは温度変化率です。 (より保守的なシナリオで) 変化率を 1 分あたり華氏 2 度未満に抑えることを提案します。品質や素材が異なれば、膨張率や収縮率も異なるため、ギャップや応力に影響を与える可能性があります。