시멘트 플랜트에서 미세 강철 칩이 베어링 내륜 파손을 일으킨 사례 – 점검과 예방의 교훈

시멘트 플랜트에서 대형 롤의 마모된 구름 베어링을 교체하는 것은 일상적인 작업입니다. 그런데 테이퍼 샤프트에 베어링을 장착한 지 1시간 만에 작업장 전체에 날카로운 금속 파열음이 울려 퍼졌습니다.

이후 롤을 들어 올리는 동안 롤이 회전했고, 소음의 원인이 명확해졌습니다: 베어링 내륜의 경화 강철을 관통하는 전폭 크랙이 발견되었습니다.

조사 과정

초기에는 베어링 강재의 재질 결함(개재물 또는 표면 결함)이 원인으로 보였습니다. 그러나 면밀한 검사 결과, 베어링 보어와 샤프트 시트 사이에 작은 강철 칩이 크랙 바로 아래에 끼어 있음을 발견했습니다. 이 칩이 응력 집중부(stress riser) 역할을 했습니다. 베어링 장착 시 후프 응력(hoop stress)이 그 지점에 집중되어 결국 강철의 인장 강도를 초과하여 내륜 파손을 일으켰습니다.

ISO 15243에 따르면 이는 '파단 및 크랙: 강제 파단(Forced Fracture)'으로 분류됩니다. 이 사고는 겉보기에 사소한 이물질이 어떻게 치명적인 고장을 초래할 수 있는지 보여줍니다.

핵심 교훈

• 장착 전 샤프트 표면의 철저한 점검으로 이물질 포착 가능
• 조립 구역과 수리 구역을 분리 – ISO는 교차 오염 방지를 위해 최소 30피트(약 10m) 이격 권장
• 칩이나 기타 이물질에 대한 육안 점검을 포함한 예방 정비 일정 수립

이러한 예방 조치를 통해 핵심 설비를 보호하고 값비싼 가동 중단을 방지할 수 있습니다.