모든 회전체 장비에는 일정 수준의 기계적 마모가 존재합니다. 하지만 펌프 내부에 공기가 혼입되면, 이 마모는 빠르고 조용하게 가속됩니다.
사례 1: 정수장의 임펠러 마모
캐나다의 한 정수장에서는 유량이 점차 감소하는 현상이 발견되었습니다. 분해 점검 결과, 임펠러 날개가 심하게 얇아지고 함몰되어 있었습니다.
원인은 점검구 밀폐 불량으로 흡입된 공기였습니다. 이 공기방울이 지속적으로 임펠러에 충돌하며, 마치 미세한 샌드블라스트처럼 금속을 침식시킨 것입니다.
공기가 기계적 마모를 유발하는 원리
- 기포 붕괴(마이크로 캐비테이션) → 임펠러, 케이싱에 피팅 발생
- 불균일 유량 → 진동 증가 → 축, 씰 마모
- 건식 구간 발생 → 윤활막 손실 → 금속 간 마찰
- 산소 유입 증가 → 내부 표면 산화 촉진
- 외부 공기 유입 시 이물질 동반 가능성
사례 2: 해안시설의 펌프 샤프트 손상
한 해안 해수담수화 시설에서는 펌프 샤프트가 자주 오정렬되거나 표면 긁힘과 변색 현상이 발생했습니다. 분석 결과, 흡입 측 공기포켓 형성이 문제였고, 이로 인해 윤활 불균형 및 마찰열 증가가 반복되어 금속 피로가 누적된 것이었습니다.
공기에 의한 마모 징후
- 임펠러, 케이싱에 피팅 또는 침식 자국
- 샤프트 표면에 줄무늬, 열변색
- 평소보다 높은 소음 및 진동
- 씰 마모 가속, 누수 발생
- 베어링 열화 및 윤활 주기 단축
방치 시 위험성
- 펌프 치명적 고장 및 가동 중지
- 부품 교체 비용 증가
- 예기치 못한 누수 및 오염
- 정비 인력 추가 투입
현장에서 적용 가능한 예방 조치
- 흡입 배관의 밀폐 상태 주기 점검
- 내마모 재질 적용 (코팅 임펠러 등)
- 에어 벤트 설치 및 거품 감시
- 정기적인 분해 점검으로 침식 조기 발견
- 필터/스트레이너 점검으로 이물 유입 방지
- 진동 분석 프로그램 운영
- 탈기 장치 설치 (민감한 공정에)
마모는 눈에 띄지 않게 시작되지만, 어느 순간 고장으로 연결됩니다. 모래가 아니라 공기가 금속을 닳게 할 수 있습니다. 예상보다 빠른 마모가 보인다면, 재질을 탓하기 전에 먼저 공기 혼입을 점검하세요.