API 610 Pump vs ANSI / ASME B73.1 Centrifugal Pump

오일, 가스, 정유, 석유화학 등 산업계에서 사용되는 원심펌프의 적용 code는 크게 API610과 ASME B73.1이 있다. ASME code는 ANSI와 align되어 ANSI/ASME라고도 한다. 이들 펌프 code의 차이점을 이해하고 업무에 적용할 수 있도록 관련 내용을 공유하고자 한다.

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API 펌프는 API610에 specify된 설계, 검사, 설치, test 기준에 부합되도록 고려된 펌프로서, 상대적으로 튼튼한 설계로 인해 HC을 handling하는 전 범위에서 매우 좋은 experience를 가지고 있다. 아울러 이러한 배경으로 인해 매우 보수적인 설계이고 엄격한 기준에 따라 제작이 되므로 비용도 비싸며, suction / discharge nozzle은 최소 300lb의 rating을 가지고 있어서 저압배관에 연결시 mating flange가 요구된다.

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반면 ANSI/ASME pump는 horizontal, single stage, end suction type의 원심펌프로서 overhung impeller와 back pull-out의 구조를 갖는다.

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Back Pull-Out Pumps

 

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casing의 설치 위치가 bearing기준 한쪽에 있을 경우 overhung type이고 bearing사이에 있을 경우 between bearing type으로 주로 대용량이거나 다단 펌프일 경우 between bearing을 적용한다.

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이 type의 펌프는 ASME B73.1에 따라 설계되며 상대적으로 저렴하여 주로 저온, 저압 공정이거나 capacity나 head가 낮은 경우에 우선적으로 검토될 수 있다. 유체의 경우도 물이나 비교적 위험이 낮은 유체를 다루는데 적합하다.

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Criteria	API Pump	ANSI Pump
Design Code	API 610	ASME/ANSI B 73.1
Pump Casing	Thick Casing, more corrosion allowance. In general, designed for 750 PSIG at 500℉.	Thinner Casing, less corrosion allowance. Normally designed for 300 PSIG at 300℉.
Nozzle Load	More sensitive to pipe-induced stresses, ANSI pumps allow reduced permissible nozzle load	Less sensitive to pipe-induced stresses, hence ANSI pumps allow reduced permissible nozzle load
Stuffing Box Size	API pumps have a large Stuffing Box.	Smaller stuffing box size. Unless a large bore option is chosen, an ANSI pump may not be able to accommodate the optimum mechanical seal for a given service.
Impeller Design	API pumps feature closed impellers with replaceable wear rings.	ANSI pump impellers are designed and manufactured without wear rings. Many ANSI pump impellers are open or semi-open
Mounting Option	Normally, API pumps are center-line mounted	Generally, ANSI pumps are foot-mounted.
Application	API pumps are suitable for heavy-duty, much higher temperatures, and pressures	ANSI pumps are usually not suitable for moving thicker and/or viscous fluids. Moderate duty application.
Reliability	API pumps are highly reliable	The reliability of ANSI pumps is comparatively less.
Cost	High	Comparatively less

 

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foot mounted pump일 경우 casing heat이 mounting surface로 열전달이 되어 thermal growth가 상당하다. 그래서 고온에서 운전되는 API pump는 centerline mounted로서 열발산에 유리하다. 그리고 API pump의 support design 및 구조상 alignment를 용이하게 유지할 수 있다.

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일반적으로 toxic, flammable, hazardous service인 경우 API 펌프를 적용하며 아울러 설계 및 운전 조건으로 head가 350ft (106.6m)이상이거나, pump discharge nozzle이 4"이하라면 350F (177C)이상, 6"이상이라면 300F (149C)이상일 경우 API pump를 적용하며, driver가 74kW이상이거나 suction pressure가 75psig이상이거나 rated flow가 BEP (Best Efficiency Point)에서의 유량보다 크거나 pump speed가 3600rpm을 초과할 경우에도 API pump를 적용해야 한다.

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위에서 언급된 severe한 조건에서도 ANSI pump를 적용하여 문제없이 사용한 경험이 있는 vendor의 model은 evaluation을 통해 적용할 수도 있다. (전략적 접근이 필요)

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API pump는 일반적으로 ANSI pump나 ISO pump에 비해 견고하며 비용이 크고, 다만 인화성 물질이 아니거나 독성 혹은 위험물질이 아닐 경우 그리고 운전조건이 severe하지 않을 경우 우선적으로 경제성이 있는 ANSI pump를 고려하는 것이 바람직하다.

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또다른 차이점들은 아래와 같다. 기본적으로 API pump는 설계를 위해 여러 조건들이 요구되지만 ASME pump는 특정 설계에 대해서는 code에서 요구하는 것보다는 주로 vendor standard로 제작한다.

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