配管応力(パイプストレイン)を防ぎ、高額な損傷を回避する5つのエキスパートヒント
昨夏、ある顧客から電話がありました。弊社から購入したポンプのフランジが、わずか20日ほどの稼働で破損したというのです。品質問題の可能性もありますが、それは稀です。別の要因が働いている可能性が高いと思われました。
エンジニアの一人が現場に赴き、システムを見て問題のトラブルシューティングを試みました。これが教科書通りの配管応力(パイプストレイン)の例だとすぐにわかりました。天井から直径2.5インチ、15フィートの配管が90度エルボを経て短い配管につながり、ポンプに接続されていました。支持がありません。ポンプが配管の重量を支えるだけでなく、保持している水柱の重量も支えていたのです。配管応力とフランジ破損?間違いありません!
配管応力は、ポンプがあるほぼあらゆる場所で一般的な問題です。施設の信頼性を高めたいなら、配管応力問題の発見と修正から始めるのが良いでしょう。
配管応力(パイプストレイン)とは?
最近のPumps and Systems記事によると、配管応力は「ポンプ吸込・吐出フランジと対応する配管フランジ接続のミスアライメント」によって引き起こされる可能性があります。許容できない配管応力とは、「非固定配管からの力が、.002インチ以上の設備変形を引き起こすもの」と定義できます。
配管応力の原因は?
配管応力の一般的な4つの理由:
- 不適切な配管支持(または支持なし!)
- 配管システムを考慮しないプロセス変更
- 配管または機械の不適切な設計・設置
- 温度や圧力変化によるシステム内の移動
配管応力がもたらす問題
配管応力はポンプにとって大問題です。弊社のeBook「ポンプを殺す36の方法」では#1のキラーとして挙げています。配管応力はミスアライメントを引き起こし、ミスアライメントは振動増大、シールとベアリングの早期故障、電力消費増大など無数の問題をもたらします。配管応力によるその他の問題:
- ベースプレート損傷
- ノズル破損
- ケーシング損傷と歪み
- インペラー、スタッフィングボックス、ケーシングの早期摩耗、メカニカルシール故障
- ベアリング、シール、その他コンポーネントへの過剰なスラストまたはラジアル荷重
- 他の設備に伝播する配管振動
配管応力を避ける5つのヒント
では、どうすれば配管応力を避け、ポンプ寿命を延ばせるか? 適切な計画と設置技術を使用します。
- 決して カムアロング、チェーンホイスト、その他の工具を使って配管とポンプフランジを無理やり合わせない
- ポンプ配管設置時は、ポンプから始めて逆方向に向かって作業する
- 配管システムは「現場任せ」ではなく「設計」する
- 配管を支持する! ポンプのフランジは過剰な重量を支えるようには設計されていない
- 膨張継手とベローズ継手を活用し、温度・圧力変化の影響を最小限に抑える
配管応力はポンプ早期故障の主要原因であり、システムで最優先で修正すべき項目です。これを行うことで、計画外故障、ダウンタイム、繰り返し故障を未然に防げます。
施設の配管応力とミスアライメントの修正でお困りですか?お問い合わせください!ウィスコンシンとアッパーミシガンの企業と自治体に技術支援を提供しています。
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