소방펌프차에 탑재된 펌프의 수명 결정요인 연구

A Study on Decisional Factors for Service Life of Fire Trucks

화재 장소에 물을 보내 진화하는 소방펌프차의 본질적 역할을 고려할 때, 기능적 수명을 결정하는 것은 탑재된펌프의 성능이다. 소방펌프차의 사용시간이 증가함에 따라 펌프의 구성요소인 케이싱과 임펠러에서 발생하는 노화로 인하여 상대적 틈새가 증가하고 이를 통해 펌프 내 누설량이 허용치를 초과하면 핵심적 기능을 수행할 수 없는고장에 이르게 되는 것이다. 소방펌프의 고장 메커니즘(mechanism)을 피로, 마모, 부식으로 제한하고 각 기구가 소방펌프의 고장에 미치는 영향을 해석하였다. 그 결과, 피로는 임펠러나 케이싱에 가해지는 압력의 평균값과 변동폭이작아 파괴요인으로 작용하기 어렵고, 유체에 혼입되는 입자에 의한 침식의 해석에서는 임펠러의 흡입부에서 높은침식률을 보였고, 케이싱은 침식률이 낮았다. 부식을 유발하는 주요 메커니즘으로 분석한 캐비테이션은 펌프로부터흡입 깊이 7 m에서 나타나며 7.1 m로 가면 그 범위가 확대됨을 확인하였다. 즉, 소방펌프차의 유효수명을 결정하는소방펌프의 경년에 따른 고장은 물에 혼입된 입자에 의한 침식과 캐비테이션으로 인한 부식에 큰 영향을 받게 됨을알 수 있었다.

The lifetime of fire trucks depends on their built-in pumps. A fire truck delivers water to the site of a fire accident viaits pump that is composed of an impeller and a casing. As its service time increases, the clearance between the twoelements increases. This causes leakage in the pump to increase beyond its limit and the pump can no longer fulfill itsprincipal role. In general, fatigue, erosion, and corrosion are considered to be the major mechanisms for pump failure. Fromthis study, it has been observed that fatigue is not the main factor for failure because of the small magnitude of stress itinduces. Erosion by particles shows a high erosion rate of the suction area of the impeller. Cavitation, which is a keymechanism of corrosion, is observed at a suction depth of 7 m and is observed to widen at 7.1 m depth. Finally, thelifetime of the fire trucks is found to be affected by the motion of sucking the natural water of ponds, rivers, etc.