케비테이션 및 Starvation
케비테이션은 원심펌프에서 일반적으로 발생되는
문제이며 펌프 내부부품에 손상을 줄 수도 있다. 계속적인 케비테이션이 발생하는 펌프에는 임펠러에 심한 Pitting과 Erosion이발생한다. 어떤 경우에는 임펠러 베인을 완전히 침식시키기도 한다.
케비테이션은 대부분의 경우 펌프가 과부하나 낮은 흡입압력으로 운전될 때 발생한다. 본질적으로 펌프의 흡입이 부족하므로 펌프로 유입되는 유체는 그것이 빈 공간을 채우면서 말 그대로 거의 끌려 들어온다. 때문에 거의 진공인 Pocket 이 형성되었다가 급격히 파괴된다. 이들 Pocket이 파괴될 때의 충격이 임펠러와 그 주위 부품의 국부적 고유 진동수를
가진 시킨다. Pocket의 파괴는 부정기적인 간격으로 펌프나 연결 파이프 전체에 걸쳐서 발생되기 때문에 진동의 진폭과 주파수 모두 아주 불규칙하게 발생된다.
① 케비테이션을 나타내는 전통적인 스펙트럼은 약 20,000 cpm에서 120,000 cpm까지의 주파수 범위에서 무작위의 넓은 에너지 밴드를 갖고 있다. 이것은 특정한 주파수 성분을 갖지 않는 혹은 때때로 Vane Pass Frequency가 포개어 나타난 “White Noise”로 나타나기도 한다. 즉, 수 개의 Blade Pass Frequency 고조파가 때때로 더 높은 주파수의 진동과 함께 나타난다.
② 케비테이션이 발생하면 초음파 측정치(Spike Energy, HFD, Shock Pulse 등)를 증가시킨다. 불규칙 광대역 진동뿐만 아니라 펌프 양측 베어링(3H와 4H 둘 다 Spike Energy 에서 경보 상태에 있다)에서 높은 Spike Energy가 있음을 유의하여 볼 필요가 있다. 정상적으로 케비테이션은 펌프 양측 베어링에서 높은 Spike Energy를 발생시키는 반면 윤활이나 베어링의 마멸에 의한 경우의 Spike Energy는 오직 문
제가 발생한 베어링에서만 발생한다.
③ 케비테이션은 흔히 독특한 소음을 발생시킨다. 가벼운 케비테이션은 통상 모래가 Pumping 되는 듯한 소리를 내며, 반면 심한 케비테이션은 실제로 자갈이 펌프를 통과하는 것과같은 소리를 낸다(그러므로 만약 진동 분석자가 펌프 진동진단 중 이러한 소리를 들었으면 즉시 이를 기록하여야 하며 또한 Data Colector를 사용하고 있으면 이를 Inspection Code로 입력하여야 한다. 그 다음 사무실로 돌아가서 무작
위의 고주파 진동과 비정상적인 소음의 기록을 보면 진동 진단의 정확성을 훨씬 높일 수 있다).
④ Starvation은 케비테이션의 현상을 공기역학에서 사용하는 용어이다. 이것은 케비테이션과 같이 Fan 용량과 관련하여 공기 유량의 부족을 의미한다. 통상 이것은 Damper Setting과 관계되나 때때로 장비의 부적절한사용에 기인하기도 한다. 전형적인 Starvation Spectrum은 거의 케비테이션의 Spectrum과 일치하는데(높은 주파수와 에너지 밴드의넓음) 이것은 때때로 Fan 자체뿐만 아니라 흡입 및 출구 Duct의 고진동을 발생시킬 만큼 높을 수 있다.
