PUMP 입문) 펌프의 재료와 방식5 :: Today

® 자료제공: 효성EBARA주식회사

제3장 펌프의 재료와 방식

4. 부식과 방식

4.3 방식방법

4.4 전기방식법

5. 펌프 재료의 선정에 필요한 조건 및 데이타

제4장 기장계획

1. 시방의 결정과 기종, 형식의 결정

1.1 펌프사양의 결정 순서

1.2 토출량과 구경

...

1989년 설립된 효성에바라(주)는 농업관개용, 도시 상․하수도용, 대형 플랜트의 공업용, 제지․화학플랜트 및 발전소용에 이르기까지 용도에 따라 다양한 펌프를 생산, 공급함으로써 국내 최고의 시장 점유율을 차지하였던 효성중공업(주)(현, (주)효성)과 세계 펌프시장에서의 시장점유율 1위를 지키고 있는 일본의 (株)荏原(EBARA)製作所 그리고 원자력․화력․발전소용 특수펌프 제조 전문업체인 미국의 BW/IP International(현, Flowserve Corporation) 3개사가 펌프사업 부문에서 최고의 경쟁력을 갖추기 위해, 자본 합작과 기술제휴를 통해 설립된 회사이다.

이러한 우수한 기술력의 효성에바라(주)로부터 자료를 제공받아 펌프란 무엇인가? 펌프의 기초부터 펌프의 원리, 펌프의 기술, 펌프의 응용분야까지 펌프의 `A to Z`를 상세하게 소개하여 펌프를 공부하는 학생이나 이 업계의 종사자, 이 업계에 입문하려는 이들에게 펌프에 대한 이해를 높이고자 한다.

<편집자 주>

4. 부식과 방식

4.3 방식방법

펌프의 부식에서 가장 많은 것은 해수인 경우의 전기화학 부식이다. 해수 펌프의 부식 예는 대단히 많음에도 불구하고 이것에 대한 완전한 방식방법은 아직 확립되어 있지 않다. 이것은 펌프로 취급하는 해수는 공업지대의 해안 부근에서 취하는 경우가 많고, 여러가지 공장 폐수로 오염되어 있어 조성이 복잡하고 부식의 진행 형태도 여러가지이기 때문이다. 여기서는 일반적으로 널리 사용되는 부식 대책에 대하여 간단히 서술한다.

1 ) 금속재료의 적정한 선정

2 ) 구조상의 적정한 설계

- 이종금속의 조합 사용을 피한다.

- 불필요한 틈새, 모난구석, 표면의 요철을 없앤다.

- 부식여유를 고려한다.

- 유속이 균일하게 되도록 설계한다.

- 캐비테이션의 발생이나 공기 흡입을 방지한다.

- 응력집중이 일어날 수 있는 구조를 피한다.

3 ) 방식을 고려한 제작, 조립, 보수관리

4 ) 금속피복

도금, 금속용사, 확산침투 등

5 )무기방식 피복

- 각종 라이닝(자기, 유리 등)

- 몰타르, 콘크리트 피복

- 화성(化成) 처리 피막, 화학 화성(化成) 처리, 양극산화

6 ) 유기방식 피복

- 도료에 의한 피복

- 각종 라이닝 (고무, 플라스틱 등)

7 ) 부식환경의 제거

제습, PH 의 조성, 용존산소의 제거 등

8 ) 부식 억제제의 사용

9 ) 전기방식법

전기화학적 작용을 이용하여 방식하는 방법

4.4 전기방식법

전기방식법에는 금속체에 음극전류를 흘려서 방식하는 음극 방식법과 양극 전류를 흐르게 하여 방식하는 양극 방식법이 있지만, 우리나라에서는 주로 음극 방식법이 이용되고 있다.

1) 유전양극방식

흡입관이나 케이싱 등 특히 방식을 필요로 하는 부분에 아연, 마그네슘 알루미늄 등을 장치한다. 장치된 금속은 양극이 되어 점차 용해되어 소모되지만 피방식체는 음극이 됨으로 보호된다. 단 양극이 될 금속은 순도 99.99% 정도 것이 필요하며 또 확실하게 전기적 접촉을 유지하도록 장치되지 않으면 안된다.

2) 외부전원방식

전기화학적 부식의 원리에서 생각하여 역전류를 외부에서 흐르게 하면 부식을 억제할 수가 있다. 이것을 실용화 한 것이 외부 전원 방식에 의한 전기 화학적 방식법 혹은 단순히 전기 방식법이라 부르는 것이다. 이 방법은 근래에 상선용의 대형 순환수펌프에 실시하여서 상당한 성과를 올렸으나 일반적으로는 설계 및 기술상 개개의 펌프에 대해서 각각 별개의 계산을 하지 않으면 안된다. 또 부식현상 그 자체의 표시법도 단순하지 않으므로 현재는 아직 실시된 사례가 비교적 적다.

5. 펌프 재료의 선정에 필요한 조건 및 데이타

펌프에 사용하는 재료는 취급액의 종류, 성상에 따라 결정되는 것은 아니며, 펌프의 운전조건, 사양, 구조, 형상 치수나 재료 자체의 강도, 내력, 내마모성, 내식성, 내열성, 열팽창구조, 단조성, 기계가공 및 용접성 등의 여러 특성 및 그들재료의 시판성, 경제성, 더구나 재료를 취부하는 장소의 환경이나 Plant 전체로부터 펌프에 요구되는 조건 등에 따라서도 크게 좌우된다. 펌프 재료의 선정에 필요한 조건 데이타는 다음과 같이 된다.

5.1 펌프의 사용목적

1 ) Plant 명 :

2 ) 펌프명칭 :

3 ) 펌프용도 :

4 ) 설치장소(실내, 옥외 :

5.2 펌프설치 현장의 환경, 분위기

1 ) 부식성의 유무 :

2 ) 인화폭발성의 유무 :

3 ) 기온 및 그 변화 : 평상시 ℃, 최고 ℃, 최저 ℃

4 ) 습도 : 평상시 %, 최고 %

5 ) 지진, 태풍, 염풍, 모래폭풍 등의 영향 및 그 압력, 량, 액질:

6 ) 냉각, 주수원 등의 유무:

7 ) 온도 등 :

5.3 플랜트 전체로 부터 펌프에 요구되는 조건

펌프에 직접 필요한 조건뿐만 아니라, 플랜트 전체에서

요구 또는 제약 받는 조건

5.4 요구되는 내용기간(수명)

Hr 또는 년

5.5 펌프 양액의 종류 및 성상

1 ) 액명과 성분 (용액, 혼합액의 경우) :

2 ) 액온

운전시 : 상온 ℃

최저 ℃, 최고 ℃

정지시 : 최저 ℃

3 ) 액 비중 (운전온도 ℃) :

4 ) 포화증기압 (운전온도 ℃) :

Kgf/㎠ abs, mmHg

5 ) 점성 (운전온도 ℃) :

cP, cSt

6 ) 빙 점: ℃

7 ) 응고점 : ℃

8 ) 결정 석출온도 (용액의 경우) : ℃

5.6 고형물을 함유하는 양액의 경우

1 ) 고형물의 형상 (펄프상, 사상, 이외 구체적으로) :

2 ) 경도 및 마모성의 정도 (구체적으로)

3 ) 고형물의 비중 :

4 ) 고형물 함유의 농도 : 중량 %

5 ) 고형물의 입도 및 크기

메쉬 또는 Ø mm 중량 %

5.7 양액의 부식성

1 ) 부식성 물질명 및 그농도 : 중량 %

2 ) pH치 (25℃)

5.8 양액중에 공기 외의 가스를 함유하는 경우

1 ) 가스의 명칭 :

2 ) 함유농도 : 체적 %

3 ) 함유상태 (기포, 포화) :

5.9 펌프 운전조건 (단속, 연속, 부하변동 등)

1 ) 연속운전시간

Hr 또는 개월

2 ) 일일의 운전시간과 기동, 정지의 빈도 :

Hr/Day, 회/Day

5.10 부식, 마모 그외 사고의 경험

관련하는 다른 펌프나 이미 설치된 펌프에서의 부식, 마모 외에 지금까지의 경험한 사고, 부적절한 점이 있었다면 이들 자료를 참고로 한다. 이상 상술된 바와 같이 펌프 재료의 선정, 결정에 즈음하여는 광범위하게 많은 조건, 데이타를 기준으로 검토하지 않으면 안된다. 그 중에는 서로 상반되는 조건이 서로 얼킨 것도 있으므로 사용자, 플랜트 제작자, 펌프 제작자, 삼자가 협의하여 가장 적절한 재료를 선정, 결정하도록 하는 것이 가장 바람직하다.

제4장 기장계획

1. 시방의 결정과 기종, 형식의 결정

1.1 펌프사양의 결정 순서

펌프의 시방결정에 있어서 설비, 장치의 목적 등 사용조건에 기본을 두고 토출량, 전양정(경우에 따라 실양정), 흡입양정, 수질 등의 사양, 유량 또는 양정의 변동범위, 운전조건 등 여러가지의 조건이 주어질 수 있다. 따라서 그런 조건에 가장 적합한 펌프를 카다로그로부터 선정하든지, 그 펌프사양의 상세결정을 하든지, 어떤 방법으로 하여도 사용조건 등을 신중히 검토하여서, 그 장치의 가동상태에 가장 적합하게 함과 동시에 설비비와 운전, 보수관리를 포함한 총 경비가 최저가 되는 펌프를 결정하여야 한다.

플랜트 설비, 장치로부터 펌프에 대하여 필요로 하는 사양 및 사용조건을 가지기 위하여, 펌프사양을 결정하기까지의 경로를 <그림4.1>, <그림 4.2>에 나타내었다.

1.2 토출량과 구경

펌프대수를 정해 한대에 대한 토출량을 정하면 펌프 흡입구의 개략 구경이 정해진다. 토출량에 대한 개략적인 토출구경의 관계를 <표 4.1>에 표시하였다. <표 4.1>은 개략적인 값으로 상세사양의 결정에는 사용할 수 없다. 최근 제품의 소형, 경량화와 성에너지화의 추세 및 엔지니어링 능력의 향상으로 대체로 유량범위가 커지는 추세이며, 또한 메이커 마다 구경에 대한 유량값이 현저하게 다르기 때문에 상세사양의 결정시에는 메이커에 문의하여 결정하는 것이 바람직하며 송수관 지름과 꼭 맞출 필요는 없고 일반적으로 확대관이나 축소관을 사용하여 펌프와 연결하면 된다.