4. Fan 로터의 이완 검출

Detection of Vent Fan Wheel Rotor Looseness [도해진동 진단표의 이완형태 C - 고조파 진동]

 

4.1 背景 (Background)

어떤 전기회사가 Technical Associates(TA)사와 자신들이 보유하고 있는 화석연료를 사용하는 발전소 기계들의 진동에 관한 예지정비 프로그램을 설계 및 설치하기로 계약을 맺었었다. 이 계약에는 TA사가 이 전기회사가 보유하고 있는 기계에 대해 향후 진동측정에 있어서 기준이 되는 측정을 한 후에 이를 기준으로 기준 진동치(Baseline)에 대한 보고서를 제출한다는 내용이 들어 있었다.

이 보고서에는 기계들에서 발견된 모든 문제에 대해 그 심각한 정도에 따라 등급을 정하여 진단하고 진동을 측정한 각 기계의 상태에 대해 평가하고 진동 측정위치와 기준 진동 데이터를 수집했던 각 기계의 설치 위치를 나타내는 발전소 전체 배치도 등이 포함되게 되었었다.

 

4.2 結果에 대한 討論 (Discussion of Results)

많은 기계에 대해 기준 진동 데이터를 측정했으며 또한 많은 문제점이 발견되었다. 그 중의 하나의 예가 Vent Fan 이다(그림 4-14의 개략도 참조). 이 Fan의 “4”의 위치에서 수평방향 전체 진동치가 0.460 in/sec로서 경보치인 0.375 in/sec를 초과하고 있었다. 4H 위치의 수평방향 진동에 대한 스펙트럼(그림 4-15)을 보면 진폭의 크기가 0.340 in/sec에 달하는 매우 큰 1×RPM 성분과 함께 운전속도의 조화파들이 잘 나타나 있다. TA사는 이 Vent Fan의 상태를 축이나 하우징(이 경우에는 Pillowblock)에 베어링이 제대로 설치되지 않았을 때 종종 발행하는 이완 문제라고 결론지었다. 그러나 이와 같은 진동신호는 축에서 베어링이 회전할 때도 나타날 수 있으며, 이 경우에 빠르게 파멸적인 손상에 이르게 될 수 있다(구름 베어링 고장의 4단계). 이러한 형태의 이완 문제는 닳아서 직경이 작아진 축이나 부풀어올라 직경이 커진 베어링 하우징에 구름 베어링을 교체 설치한 후에 종종 발생할 수 있다. 구름 베어링의 손상 4단계는 베어링 구성요소(볼, 롤러나 Race)의 전체적인 성능저하의 결과로 인해 발생할 수 있으며 결국에는 불안정한 기계적 이완을 일으킨다. 이런 형태의 이완이나 베어링 손상 4단계 이완문제는 축을 그 회전중심에 유지시킬 수 있을 만한 충분한 구속력을 주지 못하여 그로 인해 조그만 불평형이라도 증폭되게 된다.

그림 4-14 Vent Fan의 개략도

그림 4-15 위치 4H에서의 진동

 

4.3 結論 (Conclusions)

① 위치 “4”의 베어링은 고정상의 잘못이나 베어링의 마멸, 축에서 베어링의 회전, 구조물의 파손이나 혹은 느슨해진 고정장치 등의 영향으로 발생할 수 있는 기계적인 이완 상태에 있다.

② 불평형은 실재 불평형이 아니고 이완으로 인해 조그만 불평형이 더욱 악화되고 증폭된 것일 수도 있다.

 

4.4 勸告事項 (Recommendations)

① 이완 상태를 교정한다.

② 축 양단의 Fan 베어링들이 회전하지 않는지 확인하기 위해 면밀히 현장점검을 실시한다. 만일 Dial Indicator를 이용하여 베어링의 움직임을 확인하는데 필요하다면 지렛대나 유압잭을 이용하여 축을 들어올린다.

③ 필요하다면 이완 상태를 교정한 후 축의 발란스 상태를 다시 한번 점검한다.

 

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