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여러 예측 유지보수 도구로 펌프 문제 진단

밀폐형 독립형 펌프는 화학 산업의 필수품입니다. 이러한 자산은 일반적으로 크지 않지만 비용이 많이 듭니다. 이 사례 연구에서 3마력 펌프의 비용은 회전자와 고정자 어셈블리에 대해 약 $7,200입니다. 우리 공장에는 이러한 펌프가 많이 있으므로 모니터링은 PdM(예측 유지보수) 전략의 중요한 부분이 되었습니다.

이 경우 열 부하 보호에서 "킥아웃"되는 펌프 문제를 해결하라는 전화를 받았습니다. 초기 관찰은 정상적인 공정 조건을 나타냈습니다. 밸브 위치는 올바른 위치에 있었고 압력은 과거 범위 내에 있었고 유량 트랜스미터는 예상 유량을 표시했습니다. 경험에 따르면 적절한 펌프 흐름 조건을 확인하기 위해 실행할 수 있는 다른 테스트가 있습니다. 하나는 펌프 전체의 온도 구배입니다. 다른 하나는 진동을 통해 실행 속도를 모니터링하는 것입니다.


사진 1. 적외선 열화상 이미지 및 진동 데이터
는 Dow Corning을 도왔습니다. 펌프 문제를 정확히 찾아냅니다.

이 펌프 스타일은 로터의 수력학적 안정성을 얻기 위해 슬리브 베어링을 윤활하는 공정 유체를 수용합니다. 적외선 이미지(위)는 펌프에 후면 베어링 하우징으로 흐르는 유체 흐름이 있음을 나타냅니다. 이러한 흐름의 증거는 후면 베어링 하우징의 더 차가운 색상입니다. 적절한 유체 흐름이 나타나더라도 고정자와 회전자 어셈블리에서 과도한 열 축적이 분명했습니다(흰색 핫스팟에 주의).

다음 테스트는 진동 데이터를 가져오는 것이었습니다.


그래프 1. 초기 데이터는 상당히 정상적인 공정 조건을 나타냈습니다.


그래프 2. 진동 플롯은 로터 문제의 징후를 표시합니다.

플롯(그래프 2)은 로터 문제의 가능성을 나타내는 시그니처를 보여줍니다. 실행 속도의 다중 고조파는 2배의 슬립 주파수로 둘러싸여 있습니다. 이 시그니처는 링 단락, 로터 바 파손/균열, 로터 적층 단락을 비롯한 여러 결함으로 인해 발생할 수 있습니다. 이 시점에서 펌프 교체 일정을 잡는 것이 좋습니다. 스펙트럼은 펌프가 허용 가능한 유량 조건에서 작동하고 있다는 사실을 뒷받침합니다. 이 펌프 등급의 최적 실행 속도는 3,450RPM입니다.


로터는 두꺼운 스테인리스강으로 덮여 있습니다.
2~3mil 두꺼운.

얇은 스테인리스 스틸 층이 회전자와 고정자 권선을 덮습니다. 따라서 효율성은 일반적인 2극 모터보다 낮습니다. 이 펌프는 3,466RPM으로 작동했으며, 이는 최고의 효율 지점 내에 있었습니다. 우리는 이 진동 신호에 대한 특정 드라이버를 찾으려고 분해할 때까지 기다려야 했습니다. 이 펌프에 대한 부검을 수행할 때 독특하고 번거로운 문제는 로터에 2~3mil 두께의 두꺼운 스테인리스강이 있다는 것입니다. 우리 기계 공장에서는 검사를 위해 로터 바와 라미네이션을 노출시키기 위해 이 덮개를 조심스럽게 제거해야 했습니다.


덮개를 제거하면
로터 바와 라미네이션이 드러납니다. 강한>

로터에서 덮개를 뺀 값은 흉부 시그니처 원인을 명확하게 나타냅니다. 로터의 오른쪽은 로터 바와 라미네이션 사이의 깨끗한 분리를 보여줍니다. 왼쪽은 열 축적으로 인한 변색뿐 아니라 이러한 분리의 작은 부분을 보여줍니다.

우리는 기존 고정자에 새 회전자를 설치했고 펌프는 정상 작동 조건에서 다시 작동했습니다. 펌프가 감지되지 않고 계속 이런 식으로 작동했다면 결국 고정자를 잃어버렸을 것이라고 확신합니다. 로터 교체 비용은 총 $7,200 중 약 $3,000입니다. 치명적인 고정자 고장은 또한 공정 유체의 대기 방출 가능성이 있습니다.

결론적으로 이 경우는 이 펌프 등급의 일반적인 고장 모드가 아닙니다. 일반적으로 베어링 마모를 평가하기 위해 오일 소용돌이/채찍을 나타내는 보조 동기 에너지를 추적합니다. 이것은 이러한 펌프에 중요합니다. 회전자와 고정자 사이의 허용 오차는 5~7mils입니다. 회전자와 고정자가 접촉하면 펌프/모터의 무결성이 손상되므로 폐기해야 합니다. 베어링 재조립 키트 비용은 $7,200 펌프를 폐기하는 것과는 대조적으로 $400입니다. 이 사례는 또한 진동 분석이 장비 문제를 해결하고 추적하는 데 가져오는 두 가지 강력한 속성을 추가로 보여줍니다.

<올> <리>

진동 분석은 임박한 기계적 고장을 예측할 수 있을 뿐만 아니라 문제 해결 논의 중에 가상의 고장을 배제할 수도 있습니다.

<리>

특정 자산에 대한 진동 분석을 사용하면 기계 또는 제품 품질 문제의 근본 원인이 될 수 있는 프로세스 조건의 변화를 나타낼 수 있습니다. 진동 분석은 펌프 흐름 제거 단어의 특성 변화를 보여줌으로써 공정 변화를 나타낼 수 있습니다.


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