VISOPE-진동소음음향방출분석-진단모니터링-한국CBM

2015년 8월 16일 일요일

적용사례-무선진동_온도 상태모니터링시스템(Wi-care): 크러셔 유성기어

적용사례-무선진동_온도 상태모니터링시스템(Wi-care):

크러셔 유성기어

무선진동 온도 상태모니터링시스템을 통해 시멘트 크러셔 유성기어박스의 돌발사고를 미연에 방지했던 사례 Wi-care wireless vibration and temperature condition monitoring system.

Prevention of a catastrophic failure on a cement crusher planetary gearbox Introduction

완벽한 솔루션이란 완벽한 감시를 하여 완벽한 진단을 할 수 있는 전문가가 주위에 있는 경우이다. In a perfect world, the easiest solution to ensure maximum production uptime, would be for all industry experts to live onsite around the clock! With the aim of ensuring that dedicated experts are always in the neighborhood, I-care created its condition monitoring remote diagnosis solution. The Wi-care wireless condition monitoring system performs online, real-time analysis of a particular machine to predict eventual failure. 이 시스템은 상시 감시 모니터링이 가능한 전문가에 의해 진단한 결과

The system performs the onsite data collection while certified analysts analyse your data offsite to deliver comprehensive recommendations 24/7. This wireless and remote strategy offers cost savings over routine-based maintenance and a very flexible solution for troubleshooting and monitoring. The following case study represents a typical remote analysis application of a gear defect. The fault was detected in a very effective way for the customer and analyst : For the Customer: Continuous surveillance of its critical asset with low upfront investment and lower cost than manual/classic online monitoring 분석가는 측정시간에 낭비할 필요없이 지속적인 데이터 축적이 필요하다.For the analyst, Continuous data (Historic and Remedial Action Recommendation) from the monitoring Center without any travel or measurement time spent 최근 전세계적으로 무선시스템의 유행이 번지고 있으며 상태모니터링도 예외가 아니다.The world is turning wireless, condition monitoring too! Equipment, plant overview, Context The Manufacturing site is a Cement Plant operating at close to full capacity, established for many years in Western Europe. 대형 시멘트 볼밀기계구성요소로 기어박스가 설치된 설비The Equipment is a very large cement ball mill. The suspected machine components are the gearbox and its associated electrical drive (1MW). 고객은 진동이 증가하여 의뢰하였고 무선 스펙트럼 전송 센서인 Wi-care를 설치하였고 무선으로 원격에서 진동의 증가 원인을 분석하였다.The Customer requested I-Care support after a suspected increase in vibration level. In order to do an in-depth and concise monitoring and diagnosis of the vibration on the complete assembly, the analyst decided to install Wi-care wireless system.
분석가의 진단과 스펙트럼은 기어주파수가 진동의 원인이라는 것을 확인하였다. Analyst diagnosis and spectrum justification: Gear frequency, The Wi-care system is set up on the gearbox and the electrical drive in minutes using magnetic locators to cover classical vibration directions, vertical, horizontal and axial planes. Note on the right side of the picture the Wi-care speed sensor directly measuring with a key-phasor on the shaft. Standard spectrum collected via Wi-care in the vertical axis. Display in speed units. 주요주파수는 373Hz로 그 하모닉이 존재하며 5Hz의 사이드밴드가 존재한다. 진폭은 4 mm/sec RMS .The dominant frequency appear at 373,9 Hz and its harmonics. On a closer zoom on 373,9 Hz appears modulation at 5Hz. The amplitude is close to 4 mm/sec RMS.

Following on from inspection of the drawings and data sheets, we can find the gearbox specifications and calculate theoretical fault frequencies

분석한 결과 GMF(기어의 맞물림주파수)로 확인되었고 5Hz는 링기어의 회전결함으로 파악되었다. Calculated Gear mesh frequency of 373,71 Hz and its harmonics match the measured frequency of 373,9 Hz. Detected 5Hz modulation are linked to a ring defect (5.01 calculated). 진폭 trend는 몇일 사이에 두배로 성장하였고 Amplitude trend indicate a 100% growth in a few days. The decision was taken by the customer based on analyst recommendations via Wi-care measurement to initiate the maintenance inspection. 근본원인은 조립불량에 이은 과도한 기계적이완(looseness)로 인한 구조의 크랙발생인 것으로 판단되었다. The Root cause of the gear defect is an excessive looseness in the gear assembly due to structural cracks.

Wi care를 이용한 설비진단의 결과, 투자대비 회수율 ROI

키워드	Wi care, I care, 방폭무선센서, 무선진동센서, 스펙트럼 무선전송, 인터넷기반, 설비진단, 진동문제, 원격진단

TEL: 02-6475-8178 FAX: 02-6971-8178 mail: sales@astint.co.kr

2015년 8월 9일 일요일

Predictive Maintenance (예지보전 그리고 플랜트 메인트넌스)

----------------------------------------------------------------

대한민국은 세계 15위의 경제력을 보유하고 있고 이중에서 굴뚝산업은 서비스업분야보다 큰 비중을 차지하고 있다. 이 굴뚝산업이라는 것은 철강, 전자, 자동차, 중화학, 중공업, 자동차, 식품, 에너지, 광물제조산업 등으로서 수많은 인력을 고용하고 수많은 파생기업을 양성하는 이 대한민국 주요 산업들을 말하며 저가생산-> 기술집약생산-> 효율증대의 구조로 경쟁력을 변형시키고 있다. 이 때 등장하는 것이 바로 ‘Plant Maintenance(보전기법)’이다. 초기시설투자는 크게 줄고, 인력은 최소화 및 노령화가 되면서 기존설비의 최장, 최적운용이 제 2의 이익창출이라는 가치가 생겨난 것이다.

‘maintenance’라 하는 단어는 컴퓨터 설비의 판매 후 처리를 말하는 것이 결코 아니다. 다시 말하면 ‘보전(maintenance)’와 ‘수리(repair)’의 차이를 잘 알고 있어야 한다.

PdM(예지보전)

공장 내에는 동일한 기능과 역할을 하는 설비가 나란히 설치가 되어 있는 경우가 매우 많다. 이중에서 몇 개 또는 한 개의 설비만 가동하는데, 매우 중요한 역할을 하므로 절대로 이 설비의 기능이 지속되어야 하는 것을 말한다. 즉, 이런 스페어설비(Alternative machine)는 본 설비가 언제 고장이 나서 수억~수백억의 생산손실을 초래할지 모른다는 방지책의 일환인 것이다. 결국 설비의 신뢰성(Reliability Based)문제가 중요한 관점이었다는 것을 생각해 보기 시작한다. 선진국에서는 1990년대 이전부터 설비의 고장을 미리 예측할 수 있는 Technology(진동, 초음파, 오일, 열화상, 전류 ,온도 , 온라인모니터링등)를 급속하게 구축하기 시작했다. 국내에는 전무했던 계측장비들이었기 때문에 전량 수입에 의존해야 했고, 그 운용지식도 급속하게 이해하여 적용하기 시작했다. 기존에 외국에서 수입하였을 때 설비에 부착되어 있었던 센서들도 다른 것으로 사용하기 시작했다. 하지만, 이미 미국에서는 기술운용 및 진단엔지니어링 컨설팅을 위한 기업과 학회, 산학관련사업이 수없이 많이 운용되고 있었으며, 설비의 모델에 따른 결함정도(%)와 결함위치까지 알려주는 자동진단프로그램까지 구축해 놓은 상태였음을 알고는 깜짝 놀라는 사람도 많았다. 또한 일본에서는 운용장비의 자체제작은 물론 메인트넌스 운용시스템을 통째로 자국의 컨설팅시스템(TPM)으로 개조하여 놀라운 실적을 내고 있었다.

Maintenance	Remark
BM	Break down, 고장이 나면 비로소 수리하거나 교체
PM	Plan, 정기적으로 수리함.(년간 정기보수, 가동시간 기준보수, 가동거리 기준보수)
PdM	Predictive, 전문요원에 의해 지속적으로 측정된 과학적 설비상태자료 (진동, 초음파, 오일, 열화상, 전류 ,온도 등)에 의해 분석 후, 수리가 필요한 설비만 선정함.
PaM	Proactive, 고장이 발생한 이유를 방법적, 관리적, 공학적으로 분석하여 그 원인을 근본적으로 제거함.
RCM, RBM	Reliability Centered, Based ; 설비의 신뢰성에 모든 관심을 두는 컨설팅 기법, 즉 설비가 고장이 나지 않고 안정적으로 가동이 되면 제조이윤을 창출할 수 있다는 개념
TPM	Total Productivity, 생산성에 모든 관심을 두는 컨설팅 기법, 생산에 저해되지 않도록 훈련하고 개선하는 메인트넌스 개념.

대한민국의 현재는 이미 위의 많은 부분을 도입하고 있다. 아직도 개념을 알지 못하는 분야도 있지만 대체로 진동과 기술의 중요성을 깨닫고 있으며 투자하고 있다. 그런 관점에서 본인이 속하는 곳이 어떤 수준인지 파악함과 동시에 우리 서로 Maintenance에 대해서 다시 한번 생각해 볼 필요가 있다. ‘잘하고 있다. 문제 없다.’의 수준보다 ‘더 좋은 방법은 없을까?’의 수준으로 항상 생각하는 것이다.

All copyright 한국CBM(주) written by BISOPE , vs72@naver.com, 070-4388-0415, www.kCBM.kr

적용사례3-초음파 누출진단기 Leak shooter-전기코로나

초음파의 음향방출(Acoustic emission)을 이용한 Leak shooter는 전기분야에도 활용할 수 있는데 코로나음, 코로나 험음이 발생하는 송변전 선로에서 그 탁월함을 적용할 수 있다. 그 발생위치를 가청음을 통해서 진단할 뿐만 아니라 카메라를 통해서 화면에 그 위치를 직접 알 수 있도록 하는 기술이며 다음의 사례를 통해서 그 적용을 알아본다.

Leak shooter 초음파 누출 진단카메라를 통한 전기이상음 누출위치의 판독 적용사례

중고압 송배전 선로장치에 대한 전기적 결함(코로나, 누설, 아크, 부분방전)을 찾는데 활용Search for capacitive type electrical defaults (Corona effect, electrical path, arcing, partial discharge…) on middle and high voltage installations HTA & HTB (U > 1000 V)

What are the problems with capacitive electrical defaults on medium and high voltage lines ? 중고압 라인에 캐패시티브 전기결함은 무엇이 있는가? 접촉불량, 케이블, 인슐레이터, 배전반의 문제는 안전과 화재와 폭발 및 부식등과 관련된 재산상의 손실과도 관련이 있다.

problems on connections, cables, insulators, disruptors…and are problem sources of: - Safety of people and property (fire, explosion, mechanical piece breakdown , corrosion, …) - Noise, audible parasite noise - Electromagnetic interference by conduction or by air transmission (radio interference) - Chemical pollutions (CORONA creates Ozone, NH4, NO3…) Capacitive electrical default search solution : 도체와의 간섭에 의해 전자기가 발생하거나 전송중에, 화학적인 오염으로부터 발생하는 노이즈, 코로나 음은 오존, 암모니아 등을 재차 발생시킨다.

With the LEAKSHOOTER LKS1000, equipped with combined vision/ultrasonic detection technology with standard cone use, it is possible to easily detect these electrical defaults by scanning the cables, the connections, the insulators,… from 5-10 m distance or more (regarding security rules in these installations). Leak shooter를 이용하여 초음파가 발생하는 위치를 파악한다. 우선 일차로 표준 Cone 타입 집음장치를 이용하여 전기적인 노이즈가 발생하는 케이블 및 접속부, 인슐레이트를 5~10m멀리서 스캐닝하고Then, when the default zone is identified with the cone, it is possible to take a photo to make a future technical report for reparation. This whole procedure can be realized with or without the headphone, thanks to the automatic and dynamic target on screen during this detection (see below). 사진을 찍고 향후의 측정값과 비교하도록 저장하고 보고서를 작성한다. 이러한 전체의 과정은 헤드폰 없이 측정이 가능한점, 계측기의 화면에 유동적인 타깃의 위치가 자동으로 표기되는 점이 매우 효과적이고 현실적인 방법으로 사용되었다.

Example with a 63.000 V installation:

Bad mechanical and ground connection under 63.000 V, electrical arcing is easily detected with the LEAKSHOOTER LKS1000 at 3 m distance thanks to it automatic/dynamic target and with the headphones which with we can hear arcing characteristic sound. 위의 예는 63000V고압전기시설에 적용된 결과로서 기계적인 접촉불량에 의해 전기적인 아크가 발생하였고 Leak shooter가 3m거리에서 헤드폰 없이 이를 잘 측정하여 화면에 잡아내었다.

키워드	초음파, 공기누출, Leak shooter, Synergy, 전기코로나 험음, Corona, electrical ultrasonic, acoustic emission

TEL: 02-6475-8178 FAX: 02-6971-8178 mail: sales@astint.co.kr

2015년 7월 19일 일요일

다양한 설비진단기술(특징 및 비교)

-----------------------------------------------------------------------------------

사람이 몸이 아프면 종합병원에서 각종 종합검진을 받듯이, 기계의 상태를 진단하는 설비진단 (Machine Health Analysis)의 기술들도 다양하게 존재하며 각기 단독기술로도 분석이 가능하지만 종합적 기술을 사용한 분석결과들을 통해 최종적으로 예지보전(Predictive Maintenance, PDM)에 적합한 예측결과를 산출하게 된다. 여러 가지 진단기술들은 각각 특징이 다르므로 진단하려는 대상에 맞는 최적의 기술이 필요하게 된다.

설비진단기술의 종류 및 특징

종류	특징
진동(Vibration)	모든 신호를 포함하고 있는 광역진단기술, 측정 기술필요, 분석 시 판단에 전문가지식이 반드시 필요.
초음파(Ultrasonic)	조기감지, 청취가능, 저속감지, 부속기능(누설감지), 비접촉진단가능
모터전류분석(MCSA; Current)	측정이 매우 쉽다. 분석은 어렵다. 일부 기계적 결함의 분석에 난제 있음, 모터를 센서로 활용할 수 있음.
모터 자속 분석(Flux), 축전류분석(Shaft current)	조기발견, 축전류누설(모터분석)에 국한.
윤활분석(Lubrications)	마모, 수분, 오염상태를 분석, 비교적 조기발견, 측정(다양한 측정기)과 분석이 복잡함.
열화상분석(Infrared thermography)	열분석 최적도구, 전기장치분석가능, 고가의 장비, 결함현상을 검출

아래의 그림은 Machine life bathtub curve 중 후반기를 표시하였는데, 그 위에 표시된 각 설비진단도구의 주요 활용 감지영역을 비교해 볼 수 있다. 진동은 거의 모든 결함신호를 검출할 수 있는 중요하고 최선의 도구이나, 조기결함진단 측면에서 취약한 면이 있다. 이를 윤활이나 기타 전기결함분석 툴, 또는 초음파를 통해 기술을 보완할 수 있다.

적용사례-초음파 누출진단기 Leak shooter

초음파의 음향방출(Acoustic emission)을 이용한 가스 누출진단기는 그 발생위치를 가청음을 통해서 진단할 뿐만 아니라 최근에는 카메라를 통해서 화면에 그 위치를 직접 알 수 있도록 하는 기술로 발전되고 있으며 다음의 사례를 통해서 그 적용을 알아본다.

Leak shooter 초음파 누출 진단카메라를 통한 누출위치의 판독 적용사례

압축가스를 사용하는 공정에 누설의 확인 Looking for compressed process gas leaks in industry like: CO (carbon monoxide), O2 (oxygen), N2 (azote), CO2 (carbon dioxide), natural gas….

가스 집중설치구역에서 발생하는 누출의 문제What are the problems with leaks on process gas network installation? :

안전과 폭발, 질식등에 누출이 깊은 연관이 있고 Leaks in process gas industrial installations are causing a lot of problems like: - Safety of people and property (explosive gas, irritant gas, toxic

gas, deadly gas,…) – 지속적인 사용에 의한 가스의 누설로 인한 부가적 생산비용과 관련이 있다.Additional costs related to the loss of evacuated gas leaks, not operated in the process - Permanent use of gas controller (sometimes for each type of gas) - …

최소 0.3bar의 누출 압력도 감시한다. Leak search solution for pressurized gas (minimum 300 mBar) :

콘 타입의 방사음 취출장치를 이용해서 화면을 스캐닝하고 누설 구역을 대략 확인하고 난 후, 1m이내로 폭이 좁혀졌을 때 플렉시블 튜브센서를 이용하여 집중적으로 누출이 일어나는 국부적인 위치를 감지한다. 이러한 절차는 헤드폰이 없이 수행할 수 있으며 화면스크린을 스캐닝하므로 매우 효과적이며 정확한 장점을 가지고 있다. With the LEAKSHOOTER LKS1000, equipped with combined vision/ultrasonic detection technology with standard cone use, it is possible to easily detect these leaks by scanning the process gas installation, the connections, the valves… approximately 1 meter far away or more. Then, when the zone leak is identified with the cone, it is possible to approach it and connect the flexible probe to finely check the leak and carry out necessary repairs. This whole procedure can be realized with or without the headphone, thanks to the automatic and dynamic target on screen during leak detection (see below).

키워드	초음파, 공기누출, Leak shooter, Synergy

TEL: 02-6475-8178 FAX: 02-6971-8178 mail: sales@astint.co.kr

2015년 7월 12일 일요일

적용사례-초음파 누출진단기 Leak shooter

초음파의 음향방출(Acoustic emission)을 이용한 누출진단기는 그 발생위치를 가청음을 통해서 진단할 뿐만 아니라 최근에는 카메라를 통해서 그 위치를 직접 알 수 있도록 하는 기술로 발전되고 있으며 다음의 사례를 통해서 그 적용을 알아본다.

다음의 적용사례는 주입공정에 사용되는 진공의 누출로 항공 및 선박 또는 터빈블레이트나 유사 파트에서 잘 나타나는 현상에 관한 것이다. Looking for vacuum leaks in infusion process used in: Construction of composite parts for aerospace industry, construction of composite boats hulls, construction of composite wind turbine blades and other composite parts.

사례-초음파_기밀누출_leak_shooter-astint.co.kr.png

진공주입공정에서의 문제점(SCRIMP)

Problem encountered with vacuum infusion (also named SCRIMP method):

진공주입방법은 몰드, 유리섬유 커버 및 다른 진공장치에 필수적인 구성요소 안에 레진을 주입한다..Vacuum infusion method consists to inject resin in a closed structure composed of an open mold, topped with a hermetic cover which contains glass fiber or other and all together connected to a vacuum installation. 레진을 섬유를 주입하기전에 우선 일정한 진공압력으로 진공상태를 시험해야한다. Before infusing the fiber with resin, firstly we have to be sure everything under vacuum pressure (almost between -0.5 et -0.9 Bar) is leak tight. 이 때 플라스틱 커버안에 누출이 발생하였다면 레진이 유리섬유에 골고루 분포 확산되지 않으므로 제품의 마감처리가 불완전하게 수행된다. If there are leaks in the plastic cover, then the resin dispersion will not be uniform in the glass fiber which will result in imperfections in the finished product. 특히 레진주입기의 삽입부근에 누출이 생기면 레진이 누설되고 공정자체가 실패하는 것이고 또한 비용에 직접적인 연관이 있는 생산에 차질이 생기게 된다.If there are leaks on or around the inlet connector resin injection, there will be resin loss, efficiency loss in the infusion process, so time loss, production loss and ultimately a reduction of profit. Vacuum leak detection solution:

With the LEAKSHOOTER LKS1000, equipped with combined vision/ultrasonic detection technology with standard cone use, 1m 떨어져서도 쉽게 스캐닝하여 누설된 군(Zone)을 우선 파악하고 난 후,그 구역을 특정센서를 이용하여 더 세부적인 봉인된 위치나 인입구 등의 누설여부를 알 수 있다. it is possible to easily detect these leaks by scanning the upper zone sheeting, the holding seals, the inlet connector… around 1 m away. Then, when the zone leak is identified with the cone, it is possible to approach it and connect the flexible probe to finely check the leak and carry out necessary repairs. 이러한 전체 누출확인절차는 헤드폰이 필요없고 계측기의 화면에 누출위치를 표기하고 있으므로 매우 유용하고 효과적인 방법이다. This whole procedure can be realized with or without the headphone, thanks to the automatic and dynamic target on screen during leak detection (see below).

Leak shooter 초음파 누출 진단카메라를 통한 누출위치의 판독 적용사례

키워드	초음파, 공기누출, Leak shooter, Synergy

TEL: 02-6475-8178 FAX: 02-6971-8178 mail: sales@astint.co.kr