3. 기계고장의 근본원인

Root Causes of Machinery Failure


앞장에서 주어진 고장에는 여러 가지 원인과 결과가 있음을 보여 주었고, 여기서 우리는 문제 해결에 기여하는 인자의 제거나 수정을 위해서는, 일련의 원인과 결과의 실제 문제에 들어가야 한다.

기어의 주 고장형태의 하나로써 융착 마멸(Scuffing)을 들 수 있는데, 그것은 고장 메커니즘의 심각한 형태 접착성 마멸이다. 만약, 충분히 두꺼운 유막이 치차 톱니 표면을 분리시키면 접착성 마멸은 발생하지 않는다. ‘접착성 마멸 고장 메커니즘에 가려진 원인과 결과의 관계가 있다하더라도 이 마지막 문장에서 근본 원인에 대한 단서‘를 보여줄 것이다. 그렇다면 근본 원인은 무엇인가? 융착마멸은 보통 시간에 따른 고장형태인 피팅과는 대조적으로 매우 갑자기 발생한다. 따라서, 특수한 기어셋트에서 사전에 융착마멸이 관찰되지 않으면, 윤활계의 설계나 윤활유 자체에서 근본 원인을 찾을 수 없다. 갑작스럽고 간헐적인 윤활 중단이 그 이유가 된다. 그것이 근본 이유인가? 물론 아니다. 융착마멸의 발생지속, 또는 재발을 방지하기 위해 제거 또는 수정할 요소를 찾을 필요성이 있다면 계속 찾아야 한다. 그 이유는 갑작스럽고 순간적인 윤활유 압력손실을 야기시키는 예비 윤활유 펌프를 주기적으로 시험하기 때문이다. 결국, 설계, 운전, 정비관례의 변경이 치차의 융착마멸을 멈추게 한다는 점에 귀결하게 된다.

기계 고장의 원인 제거는 설계나 운전-정비에서 해야한다. 전통적으로 후자는 고장 분석과 방지에서 자주 강조된다. 우리의 견해는 장기적 고장의 감소는 규격과 설계의 수정만으로 달성할 수 있다는 것이다. 이러한 작업은 어떻게 하는가? 고장 형태를 확인후, 고장난 기계요소가 그 손상에 더 견딜 수 있는지 규명한다. 이는 표 1-4에서 보는 바와 같이 가능한 수정을 위해서 설계 변수를 점검해야 한다. 양호한 해답이 구해진다면 근본 원인이 규명되어지고 재료, 요소, 어셈블리 또는 시스템의 취약성을 감소케하는 무엇이든 자세히 지적할 수 있다. 우리의 실행계획을 수립한 후에, 기계적 원리(격언)가 자명하고 사실인지를 확인해야 한다.

모든 가상 상황에서도 부품을 보다 강하게 한다고 해서 기계 손상에 좋은 영향을 미친다는 생각은 잘못임을 명심해야 한다. 유연성있게 설계된 요소는 때로 강체부분 보다 어떤 심한 운전조건에서도 잘 돌아간다. 표 1-5는 직접 원인이나 설계변수 결함과 관련한 기계 고장 형태를 요약한 것이다.

표 1-4 기계설계 특성

표 1-5 기계 고장형태

 

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