설비 진단 기술기법 종류 및 특징
안녕하세요.
오늘은 설비보전의 기본인, 설비 진단 기법에 대해서 알아보겠습니다.
글의 목록
- 설비진단기법이란?
- 진동 분석법
- 오일 분석법
- 응력법
설비진단기법이란?
설비진단기법은 말 그대로, 설비를 설계한 목적대로 잘 작동하고 있는지, 크랙이나 파손 등이 발생한 것은 아닌지에 대해서 진단하는 것으로 "설비진단" 혹은 "기계건강진단"이라고도 불립니다.
사람이 병에 걸렸는지 아닌지를 검사하는 방법도 시간이 흘러감에 따라 발전해 왔듯이, 기계를 진단하는 방법도 점차 진화해 왔습니다.
진동분석법
설비는 동작함에 따라 다양한 진동을 보내게 됩니다. 정상 작동 상태일 때의 진동 형태와 비정상 상태일 때의 진동 형태가 다릅니다. 저희는 이런 진동이 변화하는 시점을 파악하여 보수작업 일정을 수립하거나, 진동 상태가 이미 변했다면 빠른 시일 내에 보수작업을 진행하게 됩니다.
설비의 진동 상태를 볼 때는 아래의 3가지 진동 측정값을 보게 됩니다.
1. 진동 변위 : 진동이 움직인 거리
2. 진동 속도 : 시간의 변화에 따라 진동 변위의 변화율
3. 진동 가속도 : 시간의 변화에 대한 진동 속도의 변화율
대부분의 설비에 사용 가능하고, 어떤 설비인지에 따라 진동 분석법의 Setting이 달라지겠지만, 보통 회전 기계에 각종 이상을 검출하는데 자주 사용됩니다.
또한, 블로, 펜등의 밸런싱 기술이나 진동 이외의 파라미터를 해석하여 설비 이상 원인 파악하는데 사용하기도 합니다.
오일 분석법
베어링이나, 부쉬와 같은 금속과 금속이 물려 동작하는 설비에 사용하는 방법입니다.
말 그대로, 설비에 들어가는 오일(윤활유)를 가져와 분석하는 방법으로, 오일(윤활유)에 포함되어 있는 금속의 양, 형태, 성분 등으로 판단하는 방법입니다.
오일 분석법은 크게 아래 2가지로 나뉘게 됩니다.
1. 페로그래피법
재취한 오일을 끝부분에 고정 슬라이드에 흘려서 분석하는 방법입니다. 슬라이드 아래에는 자석을 두어 자력석으로 채취된 입자를 페로스코프 현미경으로 마모 입자의 크기, 형상, 성분을 관찰하여 분석합니다.
2. SOPA법
채취한 오일을 연소시켰을 때, 발생되는 금속 성분의 발광이나 흡광을 관찰하여 마모된 부분의 성분을 파악하는 방법입니다.
응력법
응력법은 유한 요소 해석을 통하여 설비의 응력 분포를 확인하고, 크랙이나 파손이 얼마나 발생하는지를 예측하는 기법입니다.
우선 스트레인 게이지를 통해서 설비의 응력을 측정하고, 하중이 가해질 때, 설비의 응력 분포를 알기 위해 유한 요소법을 사용합니다.
그 후, 균열 발생 수명(균열이 생길 때 까지의 수명), 균열 진전 수명(균열의 진전 상태와 언제 설비가 파괴되는지)를 계산합니다.
그 외 설비 진단 기법
| 종류 | 특징 |
| 초음파 진단 기법 | 조기 감지, 누설 감지, 저속 감지 가능 기준이 명확하지 않아 신뢰도는 떨어짐 |
| 모터 전류 분석 기법 | Data 취득은 쉬우나, Data 분석은 매우 어려움 |
| 열 화성 분석 기법 | 설비 상태를 한눈에 쉽게 볼 수 있으나, 오진의 가능성이 크고 예지 보전에는 무리가 있음 |
상기 6가지 기법 이외에도 많은 방법들이 있습니다. 어떤 산업인지 어떤 환경인지에 따라 진단 기법을 바뀔 수 있습니다.
어떤 기법도 설비의 상태 Data를 취득하는 것은 쉽습니다. 하지만 수많은 부속품이 결합된 복잡한 설비가 내어주는 Data를 분석하여 고장을 예측하는 것이 쉬운 일은 아닙니다.
고장을 예측했다고 하더라도 정확한 부위를 찾아내지 못하여 정상적은 부속품을 교체했다거나, 고장 부위를 찾기 위해 오랜 시간 작업을 해야된다면, 이는 또 다른 손실을 가져오게 됩니다.
그래서 현재에도 설비 진단 기법을 통하여 예지보전의 단계로 현장을 운영하는 곳은 전통이 깊은 산업 이외에는 찾기 힘든 상황입니다. (물론, 설비가 간단하면 금방 도입이 가능하겠지만..)
이상 설비 진단 기법에 대해서 알아보았습니다.
감사합니다.
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