4.1 윤활 커플링 고장분석

Lubricated Coupling Failure Analysis

 

정유화학공장에서 적용하는 축커플링은 일반적으로 2가지의 기본 형태가 있다. 즉 기계적으로 탄성인 커플링과 디스크와 다이어프램 커플링처럼 재료의 탄성에 좌우되는 커플링이다. 기계적으로 탄성인 커플링의 사용자와 설계자는 윤활에 의한 마모와 싸우게 된다. 그림 3-139는 석유화학 산업에서 보여주는 커플링의 기본 형태이다. 지금까지 가장 광범위하게 사용된 윤활 커플링은 기어 커플링이다. 1918년, 기어 커플링이 발명되었을 때 산업은 증기에서 전력으로 그리고 벨트 구동 기계에서 직접 구동 기계로 바뀌었다. 이러한 변화로 탄성 축커플링을 축에 직접연결이 가능하게 되었고, 기어 커플링은 이러한 변화에 중요한 역할을 하였다.

지난 10년동안 비윤활, 고속, 고 토오크 다이어프램 커플링은 좋은 반응을 얻었다. 이러한 발달에도 불구하고 많은 압축기에는 여전히 다양한 크기와 모양의 기어형태 축커플링이 설비되어 있다.

이의 기본 목적은 회전력을 구동기계에 전달하고, 연결축의 예상되는 미스얼라인먼트를 조정하고 또한 그로 인해 야기되는 구동 및 피구동 기계의 문제를 예방하는 것이다.

다른 모든 윤활 커플링에서와 같이 기어 커플링 손상의 75%는 윤활유의 부적절이나 불충분에 기인한다. 커플링 손상의 원인 분포도는 표 3-12와 같고 손상형태 분포는 표 3-13과 같다.

 

 

그림 3-139 공정 기계에 사용된 탄성 축 커플링

 

표 3-12 기계 커플링의 고장 원인

고장 원인

고장 분포, %

Vendor 결함

계획/설계

제작

구성재료

조립

26.0

13.0

7.0

3.0

3.0

운전 문제

취급 부주의

유지보수 불량

정비불량

63.0

38.0

24.0

1.0

기타

이물질

과하중

11.0

4.0

7.0

 

표 3-13 기계 커플링의 고장유형 분포

 

고장 유형

고장 원인의 분포, %

강제 파손

스커핑(scuffing)

기계적 또는 부식성 표면손상

초기의 균열

굽힘, 변형

60.0

18.0

15.0

5.0

2.0