대형 전기 모터의 상태 모니터링 사례 연구

진동 수준은 0.1인치/초 미만에서 0.25인치/초로 증가했습니다. 연결된 머신 트레인에서 다른 변경 사항은 기록되지 않았습니다. 모터 선외 베어링 스펙트럼을 분석한 결과 분당 약 7,200사이클의 높은 진폭 피크와 모터 회전 속도의 약 71배에 달하는 또 다른 중요한 피크가 나타났습니다(그래프 2).

그래프 2. 모터 아웃바운드 베어링 스펙트럼 분석

분석가의 첫 번째 의심은 전기적으로 관련된 모터 문제였습니다. 이에 운동분석반에 의심되는 운동에 대한 평가를 의뢰했다. 모터 분석 그룹은 대상 모터에 대한 전류 분석(그래프 3) 및 전력 분석을 수행했으며 전기적 문제는 확인되지 않았습니다.

그래프 3. 대상 모터에 대한 현재 분석 판독값.

그런 다음 진동 분석가는 더 심층적인 분석을 진행하기로 결정했습니다. 더 낮은 주파수, 고해상도 스펙트럼이 획득되어 라인 주파수의 2배 부근에서 실제 피크가 실제로 7,239 cpm임을 알 수 있었습니다. 모터 구성 요소를 추가로 검토한 결과 이 ​​주파수는 내부 모터 베어링의 외부 레이스(BPFO)인 볼 패스 주파수와 동일하다는 것이 확인되었습니다. 이러한 발견과 이 응용 프로그램에 이전에 문제가 있었다는 사실을 바탕으로 예정된 기계 열차에 대한 예방 유지 보수 작업 중에 모터를 교체하기로 결정했습니다.

여기서 멈추지 마세요 - 근본 원인 찾기

여러 번, 우리의 신뢰성 그룹은 이 시점에서 멈추고 계획되지 않은 가동 중단이나 치명적인 오류를 방지하기 위한 비용 절감을 주장하려고 합니다. 그러나 상태 모니터링 기술의 이점을 더 많이 얻으려면 다음 단계를 수행해야 합니다.

우리의 모터 분석 팀은 베어링 문제를 확인하고 이 문제의 원인을 파악하기 위해 해당 모터를 따라 지역 모터 수리점에 방문했습니다. 그리스 주입 및 배출 튜브를 제거한 후 팀은 주입 튜브의 그리스가 당사에서 지정한 모터용 그리스가 아님을 확인했습니다. 주입 튜브에는 Interlube Red Hi-Lo 그리스가 포함되어 있으며, 여기서 지정된 모터 그리스는 Exxon Polyrex EM입니다(사진 2).

사진 2. 충전 및 배출 튜브의 분석
문제가 있음을 보여줍니다.

인보드 베어링을 분해했을 때 팀과 수리점에서도 베어링에 그리스가 굳었다는 사실을 알게 되었습니다. 방전관에 포함된 그리스를 추가로 분석한 결과 베어링이 이전에 재건되었을 때 Chevron Black Pearl 그리스로 윤활된 것으로 나타났습니다. 당사자들은 두 그리스가 양립할 수 없고 결과적으로 그리스가 경화된다고 결정했습니다. 베어링에 대한 추가 분석에서도 베어링의 외부 레이스가 손상되었음을 확인했습니다.

또한 벨트 구동 응용 분야에서 구면 롤러 베어링을 사용하고 있다는 사실도 확인되었습니다. 레이디얼 하중 용량을 늘리기 위해 베어링을 원통형 롤러 베어링으로 ​​변경하기로 결정했습니다.

여기서도 멈추지 마세요

여러 번 우리의 신뢰성 그룹은 이 지점에서 멈추고 싶은 유혹을 느끼며, 우리는 등을 두드리며 해당 모터의 베어링 및 그리스 사양을 수정하여 문제가 해결되었다고 주장합니다. 그러나 상태 모니터링 기술을 최대한 활용하려면 다음 단계를 수행해야 합니다. 우리는 실패의 시스템 또는 잠재적인 원인을 식별하고 이러한 원인을 해결하여 회사에 가장 큰 이점을 제공해야 합니다. 잘못된 그리스가 어떻게 이 베어링에 들어갔습니까? 이 지역이나 플랜트에 지정되지 않은 그리스를 공급받는 다른 모터가 있습니까? 모터 수리점에서 공장 내 모터용으로 지정한 그리스 이외의 다른 것을 사용하는 이유는 무엇입니까?

조사 결과 및 후속 근본 원인 분석의 결과로 취한 기타 조치는 다음과 같습니다.

해당 그리스가 다른 응용 분야에서 사용되지 않았음을 확인하기 위해 조사 결과가 윤활 서비스 그룹에 전달되었습니다. 더 이상 공장 장비에 이 그리스를 지정하지 않았지만 많은 윤활 장치가 해당 지역에 여전히 이 그리스 재고가 있는 것으로 확인되었습니다. Interlube Red Hi-Lo 그리스는 모든 윤활 저장 영역에서 제거되었습니다.

Lubrication Services Group은 공장 내 그리스 사양을 변경했지만 영향을 받는 서비스 제공업체에 이를 알리지 않았습니다. 우리의 발견, 호환되지 않는 그리스 혼합의 결과 및 미래에 대한 기대치를 전달하기 위해 모터 수리점과 회의를 가졌습니다.

이것과 몇 가지 다른 중대한 모터 고장의 결과로 새로운 수리 사양이 개발되었습니다. 그리스 사양은 수리 사양에 포함되었습니다. 이전 수리 사양에는 그리스 사양이 포함되어 있지 않았습니다.

이러한 발견과 여러 다른 모터에 대한 발견의 결과로 모터 수리 평가 프로세스 및 팀을 개발하기로 결정했습니다.

이 사례는 상태 모니터링 프로그램을 한 단계 더 발전시키는 추가 이점을 보여줍니다. 상태 모니터링 기술로 문제를 식별할 때 보다 능동적이고 다음 단계를 수행함으로써 시스템 또는 잠재 원인을 파악하고 후속 솔루션 및/또는 학습 내용을 공장 전체에 적용할 수 있습니다.

Tom Whittemore Jr.는 Eastman Chemical Company의 Tennessee Operations에서 Reliability Technologies Group에서 근무하고 있습니다.