ポンプ設備の「経年劣化による性能低下」について

ポンプ設備の性能管理とは、ポンプ設備に必要な機能・性能を長期にわたって維持させる行為です。

ポンプ設備の性能レベルを健全度で表し、レベルに応じた対策を検討するため、以下の手順で性能管理がされます。

1. 日常点検
2. 機能診断調査
3. 機能診断評価
4. 機能保全計画の策定
5. 機能保全（長寿命化対策）の実施

経年劣化によりポンプ機能の低下が生じるため、これらの性能管理が必要になります。

今回、経年劣化による性能低下についてまとめます。

ポンプ設備の経年劣化による性能低下について

引用：農業水利施設の機能保全の手引き「ポンプ場（ポンプ設備）」農林水産省

ポンプ設備を構成する機器・部品等は、回転により発熱する部位と水に接触する部位等を有しており、使用時間とともに摩耗や腐食等の劣化の進行により故障が発生し、やがては設備全体の性能が低下します。

製造された時点には、様々な計器・機械類との取合せにより、故障が多く散見されます。

それらに対処したあとに徐々に劣化が進行し、設計上の許容範囲を越えたときに故障として現れます。

一般的に使用時間の経過とともに、

1. 初期故障
2. 偶発故障
3. 摩耗故障

の順に推移して、劣化も次第に進んでいきます。

故障率を図に示した故障率曲線をバスタブカーブと呼びます。

ポンプ設備の劣化要因

ポンプ設備の劣化要因には、以下のものがあります。

ポンプ設備の劣化現象

ポンプ設備の劣化現象には、以下のものがあります。

摩耗

ポンプ設備の摩耗は、以下が原因により生じます。

腐食

ポンプ設備の腐食は、以下が原因により生じます。

エロージョンは、材料硬さ（硬さ異常）・流速・周速・キャビテーションが原因です。

全面腐食は、使用環境（水分、塩分等）・防錆低下が原因です

部分腐食は、使用環境（水分、塩分等）・鋭敏化（オーステナイト系ステンレス鋼の溶接時における組織変化）・デボジットスケール（付着した腐食生成物等）が原因です

電食は、使用環境（水分、塩分、異種金属接触等）が原因です。

環境は、紫外線・オゾン・塵埃の影響のことです。

変形

変形は、以下が原因により生じます。

• 温度不均一
• 材料劣化

緩み・剥離・脱落・移動

緩み・剥離・脱落・移動は、上記の摩耗・腐食により生じます。

焼損

焼損は、焼付きとも呼ばれ、以下が原因により生じます。

• 異物混入
• 保全不良
• 潤滑不良

亀裂・破損

亀裂・破損は、以下が原因により生じます。

脆性亀裂・破壊は、過大応力・残留応力が原因です。

延性亀裂・破壊は、過大応力が原因です。

疲労亀裂・破壊は、過大繰り返し応力・残留応力が原因です。

応力腐食亀裂・破壊は、残留応力・隙間腐食・鋭敏化が原因です。

加工亀裂・破壊は、繰り返し応力・紫外線・オゾン・塵埃が原因です。

漏洩

漏洩は、以下が原因により生じます。

詰まり・付着

詰まり・付着は、以下が原因により生じます。

振動・騒音

振動・損音は、流体的要因・機械的要因により生じます。

作動不良

 

作動不良は、開動作不良・閉動作不良・機械的不良が原因により生じます。

ディーゼル機関始動・作動不良

ディーゼル機関始動・作動不良は、以下が原因により生じます。

溶断・断線

溶断・断線は、以下が原因により生じます。

接点不良

接点不良は、以下が原因により生じます。

絶縁不良（短絡・漏電）

絶縁不良（短絡・漏電）は、以下が原因により生じます。

電動機始動・作動不良

電動機始動・作動不良は、以下の原因により生じます。

まとめ

ポンプ設備の経年劣化による性能低下についてまとめました。

ポンプ設備は経年劣化によって必然的に性能低下しますが、適切な点検・診断・保全計画を実施することで寿命延長やトラブル防止、省エネルギー運転が可能です。

ポンプ設備の「性能管理」全体については、下記の記事でまとめていますのでご参照ください。

「のうぎょうとぼく」の中では、農業土木に関する豊富な記事を書いています。

農業土木について詳しく学べる本について別でまとめてますので、興味があれば参照ください。