[진동] 진동 데이터를 통한 회전 설비 결함 분석 / Vibration monitoring / Vibration Data

안녕하세요 !

SPM Instrument KOREA 입니다 😁

 

회전 설비에 있어서 진동 데이터를 분석하고 직면한 혹은 직면할 상황에 대처하는 것은 중요합니다 :)

오늘은 이러한 진동 데이터를 통한 회전 설비의 결함 분석에 대해 알아보도록 하겠습니다 !

 

진동의 의미

진동 데이터를 통한 회전 설비의 결함 분석은 설비의 상태를 진단하고 유지 보수의 시점을 예측할 수 있는 필수적인 요소입니다 !

 

회전 설비에서 진동은 무슨 의미를 가지고 있을까요 ?

 

진동은 설비의 상태를 나타내는 지표로 사용되고 있습니다.

기계의 성능, 안정성, 그리고 잠재적인 결함 여부를 판단할 수 있습니다.

 

이러한 진동은 설비의 정상적인 작동 상태를 반영할 수도 있지만,

반대로 과도하거나 비정상적인 진동에서는 설비의 결함이나 문제를 나타내줍니다 :)

 

진동(Vibration)은 '설비의 구조나 부품이 시간에 따라 주기적으로 움직이는 현상'을 말합니다.

회전 설비 내에서 발생하는 진동의 상태에 따라 내포하는 의미가 달라집니다.

정상 진동은 설계되어 있는 조건에서 발생하는 진동으로, 설비의 작동에 영향을 미치지 않습니다 !

비정상 진동은 '설비의 성능 저하, 부품의 손상, 혹은 잠재적인 고장'을 의미합니다 !

 

진동의 주요 원인

• 불균형 : 회전체의 질량 중심이 회전축과 일치하지 않아 발생
• 축 정렬 불량 : 구동축과 부하축이 올바르게 정렬이 되지 않아 진동 발생
• 베어링 결함 : 베어링의 마모, 균열 또는 윤활 부족으로 인하여 고주파 진동 발생
• 느슨함 : 부품의 고정 불량으로 인하여 구조적 불안정성이 진동 유발
• 기어 결함 : 기어의 치형 마모, 찌그러짐 혹은 치형 불량으로 인한 진동 발생
• 공진 : 설비의 고유 진동수와 외부 강제 진동수가 일치하여 진동 증폭

 

진동의 중요성

회전 설비에서 발생하는 진동은 정말 중요한 의미를 가지고 있습니다 !

 

먼저 작동 중인 설비 상태에 대한 지표를 나타냅니다 !

진동의 수준은 설비의 상태와 작동 품질을 보여줍니다.

그렇기 때문에 비정상적인 진동은 초기 결함이나 고장 징후일 가능성이 높습니다.

 

설비의 수명을 예측합니다 !

진동 분석을 통하여 설비의 노후화 상태를 평가할 수 있습니다.

특정 결함의 진행 속도를 예측하여 유지 보수의 시기를 결정합니다.

 

진동을 통한 안전성을 확보합니다 !

과도한 진동은 설비의 구조적 손상이나 파괴를 초래할 수 있습니다.

진동 관리를 통하여 사고 및 다운 타임을 방지해야 합니다.

 

설비 운영의 효율성이 향상됩니다 !

정상 범위 내에서 진동을 유지하면, 불필요한 에너지 소모를 줄이고 부품의 마모를 줄일 수 있습니다.

 

 

비정상 진동의 영향

회전 설비가 작동 중에 비정상적인 진동이 발생하게 되면 설비의 성능, 안정성, 수명 등 주변 작업 환경에 심각한 영향을 미칩니다 !

대표적인 영향 몇 가지를 소개해 드리겠습니다 :D

 

• 구조적인 손상 발생

지속적인 진동 발생은 설비의 피로를 가중시키고 결함 발생 위험을 증가시킵니다.

진동으로 인한 반복적인 응력은 부품의 피로와 마모를 가속화합니다

• 설비 성능 저하

진동이 심하면 설비의 균형이 깨지고 작동 효율성이 떨어져 에너지 소비가 증가합니다.

그렇게 되면, 부품의 마모와 에너지 소모가 증가할 수 있습니다.

• 설비 가동 중단

심각한 고장으로 인하여 설비 가동 중단은 최종적으로 생산 손실을 초래합니다.

이때 긴급 수리나 부품 교체로 인한 비용을 부담해야 합니다.

• 안전 문제

진동이 발생하여 설비의 불안정성을 증가사키고, 심할 경우에 부품이 이탈하여 작업자에게 위험이 될 수 있습니다.

또한 배관이나 실링이 손상될 경우에, 유체 누출 등으로 화재 또는 폭발이 발생할 수 있습니다.

 

이러한 비정상적인 진동은 설비와 작업 환경에 부정적인 영향을 미치며, 조기에 감지하고 적시에 적절한 대응을 하지 못하면 심각한 손실로 이어질 수 있습니다 !

 

정기적인 진동 모니터링과 진동 분석으로 이러한 문제를 예방하고, 설비의 안정성과 생산성을 유지하는 것이 중요합니다 👍

 

진동 관리 및 분석의 중요성

회전 설비는 다양한 산업 분야와 다양한 산업 현장에서 핵심적인 역할을 수행합니다 !

 

위에서 이야기한 것처럼 터빈, 모터 등의 설비에서 발생하는 진동은 설비의 상태를 평가하고 이상 징후를 탐지하며 안정적으로 작동할 수 있게 도와줍니다.

 

이러한 진동을 관리하고 분석하여 설비의 성능, 안전, 비용 절감 그리고 생산성을 유지하는 것이 반드시 필요합니다 !

 

• 설비의 신뢰성과 안정성 확보 !

비정상적인 진동은 설비의 이상을 나타내 주는 초기 신호라고 할 수 있습니다.

예지 정비를 통하여 고장으로 발전하기 전에 문제를 해결하여 다운타임을 방지합니다.

• 유지보수 비용 절감 !

진동 데이터를 통하여 설비의 상태를 실시간으로 파악하여 불필요한 유지보수를 줄일 수 있습니다.

그렇기 때문에 대규모 수리 및 부품 교체 비용을 최소화할 수 있게 됩니다.

• 생산성 및 설비 수명 향상 !

진동 분석 및 관리를 통하여 설비의 연속적인 작동을 보장하여 생산 손실을 줄일 수 있습니다.

설비의 주요한 부품의 마모를 줄여 설비 전체 수명을 연장합니다.

• 작업 환경의 안전성 강화 !

비정상적 진동 발생으로 인한 구조적 손상은 작업자의 작업 환경에 악영향을 끼칩니다.

진동과 동반하는 소음의 환경 문제를 관리하여 작업 환경의 질을 개선해야 합니다.

 

이렇게 회전 설비의 진동 관리 및 분석은 설비의 신뢰성, 안전성, 경제성을 유지하기 위한 필수 과정입니다 :D

 

진동 분석의 일반적 절차

① 데이터 수집 : 가속도계, 속도계, 변위 센서 등을 사용하여 진동 데이터 수집

② 주파수 분석 (FFT) : 진동 신호를 주파수 영역으로 변환하여 결함 원인 식별

③ 결함 진단 : 불균형, 정렬 불량, 베어링 결함 등의 원인 추정

④ 대책 수립 및 유지 보수 : 문제 해결을 위하여 균형 조정, 부품 교체, 정렬 조정 등

 

이렇게 회전 설비에서 발생하는 진동 신호에 대한 값을 분석하여 미세한 변화를 조기에 감지할 수 있습니다.

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회전 설비의 진동은 설비의 상태를 나타내는 중요한 지표입니다.

정기적인 진동 모니터링과 분석을 통한 설비의 신뢰성을 높이고 유지 보수 비용을 절감할 수 있습니다.

 

저희 SPM KOREA는 여러분의 소중한 설비의 진동 신호를 분석하여 설비가 효율적으로 작동할 수 있도록 도와드릴 수 있습니다 !

 

다음에도 흥미로운 주제를 가지고 찾아오도록 하겠습니다 :)

 

감사합니다 ❤️

 

 

 

 

 

 

 

 

 

참고 자료 : 

2024.05.10 - [Base/진동] - 회전설비와 진동 / 진동 분석 / 진동 모니터링 시스템 / vibration monitoring system

회전설비와 진동 / 진동 분석 / 진동 모니터링 시스템 / vibration monitoring system

KR20020052749A - 회전설비의 진동감지방법 - Google Patents