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윤활처리작업에 초음파 도입

윤활유가 원인이 되어 베어링이 파손되는 경우가 69-90%를 차지하고 있다. 베어링 파손은 생산 시간을 지연시킬 뿐만 아니라 베어링 관련부품들에 영향을 미칠 수 있고, 특히 생산 시간 지연은 막대한 비용 손실을 초래 할 수 있다. 베어링 파손의 가장 흔한 원인이 적절한 윤활처리작업이 안됐을 경우로, 따라서 윤활제는 중요한 산업일 수밖에 없다.

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지금까지 대부분의 기술자들이 예방적이고 사용기간을 기반으로 하는 윤활작업을 고수해오고 있다. 즉 예측 없이 산발적으로 베어링의 윤활작업이 이루어지고 있으며. 허술한 윤활작업은 장비 파손과 고가 장비의 수리 및 부품 대체, 생산시간 지연 등 수익창출에 치명타를 줄 수 있다. 사용 기간만을 기준으로 윤활작업을 해주거나, 혹은 계획된 유지보수나 온도 측정값만으로 윤활제의 상태를 판단하여 과도하게 윤활 작업을 하는 것도 베어링의 파손을 부를 수 있다. 특히 과도한 윤활제는 베어링 조기 파손의 첫 번째 원인이 되는 것으로 밝혀졌다. 충분히 윤활처리 돼있는 베어링에 작업주기를 이유로 필요이상의 윤활작업을 하는 것은 베어링 수명에 가장 치명적일 수 있다.

울트라사운드 테크놀로지는 오래된 윤활제를 제거하고 새 것으로 대체하는 방법 및, 그 외 여러 가지 표준사례들을 제시해 줌으로써, 기술자들이 표준시간기반 유지보수와 상태기반 예측정비를 결합, 실행하여 베어링의 훼손방지를 극대화 할 수 있도록 돕고있다.

초음파의 작동 원리

울트라소릭 장비는 공기 중이나 구조물 자체에서 발생되는 감지하기 힘든 초음파를 가청으로 전환시켜 헤드폰을 통해 기계가 들을 수 있도록 하고, 데시벨 레벨로 표시해준다. 예를들어, 울트라프로브 15,000 같은 장비에서는 전달된 초음파가 스펙트럼 분석화면에 보여진다. 이러한 정보들을 이용하여 전문기술자들은 베어링 상태를 진단하여 즉각적인 조치를 취할 수 있다.

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베어링 루브 예1: 윤활처리과정 중 녹음된 베어링의 초음파로 타임웨이브의 형태다. 대략 1분정도의 음성파일이 윤활처리 전과 이후의 소리를 보여준다.

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베어링 루브 예2: 또다른 타임웨이브의 형태로 대략 13초정도의 길이이며, 특히 윤활처리 전과 후의 차이를 뚜렷이 보여준다.

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오버루브: 윤활제가 추가 되거나 한계점을 초과 할 경우 베어링 데시벨 및 진폭증가를 나타내준다.

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드라이브 베어링 루브 히스토리: 이 차트는 작동 중에 있는 베어링의 데시벨 기록을 보여주며, 이 기록들은 기준 데시벨, 낮은 경고 데시벨, 더 중요한 높은 경고 데시벨에 따라 표시되어 진다.

초음파 기술의 장점

-어떠한 환경에서도 이용가능하다.
-사용방법이 간단하다.
-가격이 경제적이다.
-현대적인 설비의 울트라소닉 장비는 흐름을 추적하기 쉽고, 데이터 저장이 용이하다.
-사전 유지보수에 있어 신뢰도가 높아 생산성의 손실과 비용을 절감할 수 있다.

초음파를 이용한 윤활처리의 원리

울트라소닉 테크놀로지는 기술자들이 윤활작업 필요성에 대한 추측을 용이하게 도와준다. 초음파는 감지 프루브가 베어링에 적용 되었을 때 나타나는 국한된 신호의 의미로, 혼선에 전혀 영향 받지 않고 기술자가 각각의 베어링의 상태를 듣고 모니터 할 수 있도록 해준다. 초음파는 의료 초음파가 정확히 어떤 동맥이 막혔는지, 어떤 혈관에 문제가 있는지 등을 탐지하는 것과 같은 원리 이다.

다음은 초음파의 효율성을 입증해 주는 한 사례다.

큰 회사의 유지보수팀 매니저는, 초음파 기술을 도입하여 실행하고, 급한 불을 그때그때 끄는 방식보다는, 상태에 기반 하여 모니터링 하는 방식을 적용한 이래로, 연간 30여건에 달하는 회전 장비 고장문제가 3년 동안 한 번도 발생하지 않았다고 보고했다.

그렇다면 초음파가 윤활작업에 있어 어떻게 정확히 작동할 수 있는가?

우선 첫째로, 기준 데시벨 레벨과 음량 샘플을 지정한다. 이 작업은, 처음으로 경로를 통해 이동할 때 데시벨 레벨들과 동종 베어링의 음질을 비교함으로써 행해지며, 이상 현상들이 쉽게 감지 될 수 있다. 일단 데시벨 레벨이 지정되면, 각각의 베어링은 시간이 지나면서 음폭이나 음질에 있어 어떠한 변화에 대한 추이가 파악될 수 있다.

예을 들어, 베어링의 음폭이 8 데시벨을 초과하고, 음질에는 변화가 없다면, 베어링은 윤활작업이 필요한 상태다. 잠재적으로 큰 파손을 불러올 수 있는 과다 윤활처리를 방지하기 위해, 데시벨 레벨이 정상으로 떨어질 때까지 기술자들은 한 번에 소량씩 윤활제를 투입해야 한다. 많은 회사들이 두 단계 접근법을 통합하여, “상태기반” 윤활처리 프로그램을 도입했다. 신뢰도을 높이기 위해 관리자들은 비교적으로 정교한 초음파 장비를 사용하여 베어링들을 모니터하고 동향을 파악한다. 윤활작업이 필요한 베어링들이 보고되면, 루브테크는 윤활제 투입이 언제 중지 돼야 하는지를 알려주는 특별 초음파 장비를 사용한다.

효율성을 높이기 위해, 기술자들이 언제 장비들이 마지막으로 윤활처리가 됐었는지, 얼마큼의 윤활유가 투입됐었는지를 기록하는 것도 좋은 방법이다. 이렇게 되면, 일주일에 얼마큼의 윤활유가 사용됐는지 대략 계산이 가능하다. 또한 초음파를 사용함으로써 기술자들은 추후 가이드로 사용될 수 있는 데이터를 기록할 수 있고, 이렇게 축적된 데이터는 윤활처리 스케줄의 변경 여부나 제조업체에서 제안한 윤활유 양의 정확성 등을 파악할 수 있어 시간과 비용을 절감할 수 있다.

또한, 이런 윤활처리 작업에서 가장 화두가 되는 과다 윤활처리에 대해서도, 초음파가 해결책이 될 수 있다. 초음파를 사용하는 기술자는 그라인딩 사운드와는 다른 이상 현상을 들을 수 있는데, 이는 보통 음폭의 증가로 나타난다. 윤활처리와 관련하여, 초음파의 이점은 베어링들을 분리시켜 제각각 필요한 작업을 파악하게 해주어, 윤활제의 부족이나 초과를 사전에 방지할 수 있는 것이다.

초음파를 사용해야 하는 이유

새로운 기술에 투자하는 것은 누구에게나 큰 도전이고 부담스러운 일이다. 투자 가치가 있는가? 직원들이 새로운 기술에 쉽게 적응하고 사용할 수 있는가? 장기간 효용가치가 있는가?

점점 더 많은 작업 현장에서 초음파가 사용되고 있고, 따라서 예측 적이고 주도적인 유지보수가 가능해지고 있는 반면, 여전히 오래된 방식을 고수하는 곳도 존재한다. 결국 장비의 신뢰도가 떨어지고 불필요한 시간낭비, 시간지연, 생산성 및 수익의 손실을 초래하게 된다. 초음파가 모든 문제점에 대한 해결책은 안 될지라도, 기술자들이 반드시 그들의 툴킷에 두어야 하는 유용하고 강력한 진단적인 도구인 것은 이미 입증됐다.

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연락처

Contact:
Adrian Messer – manager of U.S. operations at UE Systems
Email: adrianm@uesystems.com
홈페이지: www.uesystems.com

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