研磨性液体用に設計されたベアリング

米国カンザスシティにある中央生産工場の水中の微粒子により、30 か月後にブッシュが故障する原因となっていました。 天然ゴムベースの自己潤滑性軸受材料が代替品として提案されました。 その結果、5 年間にわたってパフォーマンスに問題は発生せず、推定約 60,000 米ドルの節約が実現しました。

Trigen-Kansas City Energy Corporation は Veolia の会社です。 同社は電気を併発し、米国ミズーリ州カンザスシティの中央ビジネス地区の顧客に中央で生成された蒸気と冷水を提供しています。 Floway VU 垂直タービン ポンプは、沈泥を含むミズーリ川から毎分最大 24,000 ガロンの水を汲み上げ、チラーと蒸気発生器に供給します。 過去には、水中の微粒子により、青銅で裏打ちされたゴム製ブッシュが約 30 か月後に破損することがありました。

カンザスシティに本拠を置き、ポンプと電気モーターの修理サービスを提供する地元の JCI Industries 社は、Graphite Metallizing 社が独占的に製造する天然ゴムベースの自己潤滑性軸受材料である Graphalast への切り替えを提案しました。 グラファラストは、砂や下水などの研磨剤を含む液体に浸した場合の連続運転に特に適しています。 これらの新しいブッシュは 5 年間問題なく機能しました。 その時点では、それらは定期メンテナンス中に取り外されており、摩耗の兆候はありませんでした。 磨耗がなかったにもかかわらず、ブッシュを交換することが決定されました。 JCI は、新しい Graphalast ブッシングによりブッシングとシャフトを交換する必要がなくなり、60,000 米ドルが節約されたと計算しています。

Trigen-Kansas City は、400 万平方フィートを超える商業スペースを持つ中央ビジネス地区で約 60 社の顧客にサービスを提供しています。 カンザスシティにおける同社の生産能力には、1 時間あたり 130 万ポンドの蒸気、10,200 トンの冷水、および 5 メガワットの発電能力が含まれます。 同社は、10.5 マイルの蒸気と 2.5 マイルの冷水配水管のネットワークを運営しています。

JCI は、地方公共団体、食品、化学、石油、公益事業、一般プロセス産業を含む幅広い市場にサービスを提供しています。 JCI は、ポンプ、モーター、修理キット、OEM 交換部品を含む 250 万ドル以上の在庫を保有しています。

ポンプが最初に設置されたとき、JCI と Trigen-Kansas City のエンジニアは、Floway モデル VU 単段垂直ポンプ用に青銅の裏地が付いたゴム ブッシングを指定しました。 52 フィートの VU ポンプは、地上に排出する組み立てヘッドを備えた密結合型のシングル タービン ポンプです。 ポンプの吸気端は川に 7 フィート沈んでいます。 その容量は毎分 35,000 ガロン (7,950 m3/時) までの範囲にあり、圧力は最大 200 ポンド/平方インチ (13.8 バール) まで定格されています。

当初、このポンプにはラインシャフトとボウルブッシュにゴムベアリング材料が取り付けられていました。 これらのブッシングは研磨性液体用に設計されていますが、この用途ではまだ満足のいく寿命が得られませんでした。 JCI は振動監視装置を使用してブッシングの摩耗の初期兆候を特定し、ポンプに大きな損傷を与える前にブッシングを交換できるようにしています。 この監視装置は、以前に使用したゴムブッシュは設置から約 30 か月で交換する必要があることを一貫して示していました。

他の重要なコンポーネントが損傷する可能性があるため、ブッシュの交換は大掛かりな作業でした。 ベアリングが故障するとポンプを引っ張る必要があり、ポンプ室の屋根を取り外し、クレーンを使ってポンプを持ち上げる必要がありました。 次に、技術者はポンプ全体の摩耗や損傷を検査し、通常はシャフトを交換し、フランジを機械加工して、適合性を確認する必要がありました。 プロセス全体の費用は通常約 60,000 米ドルでした。

ベアリングを交換すると、ポンプも数週間停止することになりました。 Trigen は予備のポンプを運用しており、年間のほとんどは 1 台のポンプで同社の顧客にサービスを提供できます。 ただし、7 月と 8 月の冷房のピークシーズンと、1 月と 2 月の暖房のピークシーズンには、需要が 1 台のポンプの能力を超える可能性があります。 Trigen にとって、必要な作業がピークシーズン以外に行われるように、ベアリングの摩耗の問題を事前に検出することが重要でした。

「当社は、Graphite Metallizing のブッシングを幅広い用途で使用し、優れた結果をもたらしました」と JCI のサービス マネージャーは述べています。 「当社との最初の経験は、製油所のポンプにグラファロイ素材で作られたブッシングを使用したときでした。製油所では、かじりや腐食により従来の金属ベアリングが破壊されるアプセットが時折発生しました。グラファロイは、一定の低い摩擦係数を提供します。自己潤滑性があり、かじりにくく、致命的な故障から保護する耐熱衝撃性を備えています。グラファロイ ベアリングは致命的な故障を排除し、これらの用途ではるかに長い寿命を実現しました。」

その後、JCI は、従来の平ゴムやプラスチック製ベアリングを破壊する乾燥条件に耐える天然ゴムベースの自己潤滑性ベアリング材料である Graphalast について知りました。 この材料により、ベアリングとシャフトの隙間が狭くなり、ローターの安定性が向上し、振動レベルが低減されます。 丈夫で硬く、弾力性のある軸受材料は、研磨剤を含む液体に浸したときの連続運転に特に適しています。

JCI は、ポンプ用途に Graphalast GM 801 材料を使用することを提案しました。 寸法が取得され、JCI エンジニアはグラファイト メタライジング エンジニアと協力して詳細な設計を作成しました。 新素材の採用によりブッシュの隙間を詰めることができ、振動や騒音の低減に貢献します。 材料を注文して、ポンプのラインシャフトとボウルセクションに取り付けました。 シャフトはタングステンカーバイドでコーティングされました。

新しいブッシュを取り付けると、騒音と振動の減少がすぐにわかりました。 ブッシングは振動監視装置で定期的に検査されました。 各テストでは、ブッシングの状態が良好であり、交換する必要がないことが示されました。 ブッシングが動作可能な状態にあることを示すすべての兆候にもかかわらず、トライジェン社は、最初に設置されてから 5 年後にポンプを引き抜き、検査のためにブッシングを取り外すように要求しました。

検査の結果、摩耗はわずかしか見られず、ベアリングの耐用年数が明らかにさらに長いことがわかりました。 ポンプはすでに取り外されていたため、お客様はブッシュを交換することを決定しました。 ブッシュを交換する費用は、ポンプを引き抜くよりもはるかに安価でした。 さらに、シャフトとジャーナルはタングステンカーバイドで再コーティングされました。 この作業には約 60,000 ドルの費用がかかり、設置以来 5 年間でポンプ ブッシュに費やされた唯一のメンテナンスでした。

「グラファイト メタライジングは非常に扱いやすいこともわかりました」と JCI のサービス マネージャーは言います。 「彼らは、非常に幅広い用途に対応する、さまざまなレベルの硬度と耐薬品性を備えた多くの異なるグレードを提供しています。私たちは彼らのエンジニアリング部門に電話して、新しい用途の仕様を伝え、彼らは最適な材料を推奨します。彼らは、私たちに提供するか、完全に機械加工されており、工場で最終仕様に合わせて機械加工したブッシュや材料のブロックをすぐに取り付けることができます。これにより、半製品の材料を手元に置いておくことができるため、顧客の要件を満たすために機械工場で迅速に仕上げることができます。その結果、在庫は大幅に少なくなりました。」