Column

해양 산업 기계의 상태 모니터링

By Patrick Deruytter,
General Manager of Emerson Process Management Korea

최근에 저는 서울에서 열린 해양 산업 세미나에 참여했습니다.
대형 회전 장비를 위한 기계 상태 모니터링(Machine Health Monitoring)에 초점을 맞춘 이번 세미나는 매우 흥미로운 주제였습니다.

사실, 이 주제에 대해 호기심이 생기는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 공정 산업이 그런 것처럼, 선박 소유주들 역시 자산을 위한 사전 행동적(Pro-Active) 관리를 통해 운전 비용을 줄이기를 원합니다. 이들의 목표는 TBO(정밀검사주기)를 증가시키고 예상치 못한 고장을 피하는 것입니다. 이러한 위험들은 조기 경보를 제공하고 ‘자산 관리자/수석 엔지니어’들이 구성요소의 남은 수명주기를 계산할 수 있도록 하는 도구들을 통해 최소화될 수 있습니다.

‘수석 엔지니어’가 장비와 관련된 잠재적인 문제를 예측 예방하게 하도록 어떻게 도울 수 있습니까? 우선 실험실의 데이터는 물론 온라인/실시간 데이터를 수집하는 일이 필요합니다. 그 다음 오일 분석 데이터 및 진동 모니터링/제어 데이터를 이해해야 합니다. 이렇게 모니터링 된 데이터는 히스토리/운영 데이터와 결합됩니다. 그리고 이를 검증, 처리 및 동기화할 필요가 있습니다. 이 데이터를 실시간으로 이해한다면 수석 엔지니어는 장비의 실제 상태를 이해할 수 있고 필요한 조치를 취할 수도 있습니다.
기계 상태 모니터링의 성공 요소는 오일 분석, 진동 모니터링/제어, 그리고 통합 결정 지원 시스템(Integrated Decision Support System)에 기반하고 있습니다. 이러한 요소를 하나씩 살펴보도록 하겠습니다.

오일 분석의 목적은 실제 기름 오염(Oil Contamination)을 이해하는 것입니다. 사실, 기름 오염은 오일로 인한 모든 시스템 고장의 약 80%를 차지합니다.
이러한 오염은 금속, 먼지 입자, 모래 및 고무와 같은 불용성 물질 형태를 띱니다. 가장 작은 입자(2㎛ 이하)는 실트(silt), 수지(resin) 또는 산화 침전물로서 이 또한 종종 고장의 원인이 됩니다.
이러한 오염의 상당수는 장비 신뢰성 및 수명에 영향을 미칩니다. 적절한 오일 처리를 통해 기름 및 기타 유체 오염과 관련된 문제들을 100%까지 예방할 수 있습니다. 변화를 감지하는 기술은 큰 작용을 할 수 있습니다. CSI 5200 Machinery Health Oil Analyzer와 같은 정기적인 분석 시스템은 엔지니어들이 작은 변화까지 감지하고 잠재적인 장비 고장을 예방할 수 있게 합니다.

진동 모니터링/제어의 중요성은 널리 알려져 있습니다.
예를 들어 CSI 6500 Machinery Health Monitor는 예측, 예방 및 실시간 모니터링을 단일 섀시(Chassis)로 통합하며, ANSI/API670 표준을 준수합니다. 하지만 진동과 관련된 더욱 흥미로운 소식은 CSI 9420 무선 트랜스미터의 도입입니다. 기존의 CSI 9330 진동 트랜스미터(이 트랜스미터는 ICP 가속도계의 아날로그 출력을 모니터링 되는 진동에 비례하여 4-20 mA 신호로 전환함), CSI 9420 무선 진동 트랜스미터는 접근이 어렵거나 비용이 많이 드는 지역에서 정확한 진동 모니터링을 제공합니다.
에머슨의 스마트 무선 솔루션의 일부분으로, 이 견고한 CSI 9420 Wireless Vibration Transmitter(무선 진동 트랜스미터)는 신속하고 쉽게, 또 경제적으로 모든 기계에 적용될 수 있습니다.
이 트랜스미터는 고 신뢰도의 자기 조직(Self-Organizing) 무선 네트워크를 통해 운영 및 유지보수 인력에게 진동 정보를 전달합니다. CSI 9420은 다양한 저 전력 가속도계 센서 입력 옵션을 위해 구성되어 있습니다(여기에는 가속도계, 온도 센서가 있는 가속도계, 또는 두 개의 가속도계 등의 구성이 포함됨). 진동 트랜스미터들의 조합은 향후 모니터링 되는 장비의 수를 증가시킬 수도 있습니다.

통합 유지보수 및 결정 지원 시스템은 기계 상태 관리의 세 번째 구성요소입니다.
이 시스템은 오일 분석의 오프라인 데이터 입력과 진동 모니터링 시스템의 실시간 정보를 지원해야 합니다. 또한 장비 상태의 ‘기준치’를 정하는 강력한 도구가 필요하며, 과거 자료와 실시간 자료를 분석해야 합니다.
예를 들면, AMS Suite:Machinery Health Manager 소프트웨어는 효과적인 진단 기술에 의해 수집된 정보를 통합합니다. 오일 분석의 실험실 결과는 AMS Suite로 직접 전송되어 진동 정보와 결합됩니다. 사실, 이러한 통합 기술은 기계의 상태를 온전히 파악하기 위해 적외선 체열 촬영(Infrared Thermograph), 레이저 조정(Laser Alignment) 및 균형 데이터(Balancing Fata)에도 적용될 수 있습니다.
이러한 소프트웨어, 온라인 기술 및 휴대용 기술(Portable Technology)의 강력한 조합은 기계 관리 프로그램을 위해 예측 진단 기반을 제공합니다.

위에 설명한 기술을 통해 선박 소유주들은 운영비용을 실제로 절약하고 예상치 못한 고장을 최소화할 수 있는 도구를 갖게 됩니다. 뿐만 아니라, 해상 산업 및 공정 산업 간의 연대(Communality)는 두 산업 간의 최적 관리법을 공유하고 활용하여 새로운 기회를 열고 있습니다.

"CSI 6500 Machinery Health Monitor는 예측, 예방 및 실시간 모니터링을 단일 섀시(Chassis)로 통합하며, ANSI/API670 표준을 준수합니다. 하지만 진동과 관련된 더욱 흥미로운 소식은 CSI 9420 무선 트랜스미터의 도입입니다. 기존의 CSI 9330 진동 트랜스미터(이 트랜스미터는 ICP 가속도계의 아날로그 출력을 모니터링 되는 진동에 비례하여 4-20 mA 신호로 전환함), CSI 9420 무선 진동 트랜스미터는 접근이 어렵거나 비용이 많이 드는 지역에서 정확한 진동 모니터링을 제공합니다.
에머슨의 스마트 무선 솔루션의 일부분으로, 이 견고한 CSI 9420 Wireless Vibration Transmitter(무선 진동 트랜스미터)는 신속하고 쉽게, 또 경제적으로 모든 기계에 적용될 수 있습니다."

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