입형 펌프의 비틀림 진동 해석 검토 사례

Cast Study for Torsional Vibration Analysis of Vertical Pump

정천우†·임진이* CHONWOO JUNG, JINYI LEEM

Key Words : Torsional vibration (비틀림 진동), 입형 펌프 (Vertical Pump), API 610, Torsional Natural Frequency (비틀림

고유진동수)

API 610 규격에 따라 설계된 입형 펌프(Vertical Pump)의 비틀림 진동(Torsional Vibration) 분석을 수행

하였다. 이 입형 펌프는 3000 kW 용량의 인덕션 모터(Induction Motor)에 의해 구동되며, 정격 운전 속도는

425 rpm 이다. 모터와 펌프는 후렉시블 커플링(Flexible Coupling)으로 연결되어 있으며, 구동축을 포함한

로터다이나믹스(Rotordynamics) 모델을 구성하여 비틀림 진동을 분석하였다. 비틀림 고유진동수(Torsional

Natural Frequency)와 모드 형상을 확인하기 위해서, 비감쇠(Undamped) 조건과 감쇠(Damped) 조건을 함

께 검토하였으며, 검토 결과는 Torsional Campbell Diagram을 작성하여 분석하였다. 설계 기준은 고유진동

수 분리 여유(Separation Margin) +/-10%를 이격 기준으로 적용하였으며, 운전속도와 비틀림 위험속도의

분리 여유가 충분하지 못할 경우, 입형 펌프에 대한 비틀림 피로 분석을 추가로 수행하였다. 피로 분석을 위

하여 정상 상태(Steady State) 및 과도(Transient) 상태에서 발생 가능한 비틀림 토크(Torque)를 정량적으

로 평가하여 입형 펌프의 설계 건전성을 확인하였다.

Fig. 1 Torsional Mode shape

Fig. 2 Goodman Diagram Assessment

Fig. 3 Torsional Campbell Diagram

† 교신저자; 주식회사 이너턴스 (INERTANCE Inc.)

E-mail: admin@inertance.com

* 공동저자: 주식회사 이너턴스 (INERTANCE Inc.)

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한국소음진동공학회 2020년도 춘계 학술대회 초록집