자산 상태 잠금 해제:조기 문제 감지 및 유지 관리 비용 절감을 위한 진동 분석

진동 분석은 자산의 진동 패턴을 측정하고 분석하는 프로세스입니다. 이는 전체 유지 관리 비용을 낮추면서 장비를 더 오랫동안 가동 상태로 유지할 수 있는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다.

진동 패턴의 변화는 자산의 균형이 맞지 않거나, 정렬이 잘못되었거나, 베어링 결함이 있음을 나타낼 수 있습니다. 최신 진동 센서는 진동의 미묘한 변화를 포착할 만큼 민감하므로 기술자는 문제를 조기에 발견하고 고장이 발생하기 전에 수리할 수 있습니다.

진동 분석이 어떻게 작동하는지 자세히 알아보고 가장 일반적인 접근 방식을 살펴보겠습니다.

진동이란 무엇인가요?

진동은 평형 위치를 중심으로 물체가 앞뒤로 움직이는 운동 또는 진동입니다. 기타 줄을 뽑으면 진동합니다. 엔진은 작동 중에도 진동합니다.

모터 구동 자산이 작동 중에 어느 정도 진동하는 것은 정상입니다. 그러나 과도한 진동은 장비 내에서 양조에 문제가 있음을 나타낼 수 있습니다. 구부러진 샤프트, 잘못 정렬된 부품, 불균형한 자산은 모두 비정상적인 진동을 일으킬 수 있습니다. 신뢰성 엔지니어들은 진동 패턴을 분석하여 이러한 문제를 진단합니다.

진동의 특징은 무엇인가요?

진동에는 세 가지 중요한 특성이 있습니다:

• 진폭
• 빈도
• 방향

각 특성은 자산 상태에 대한 중요한 정보를 제공합니다.

진폭(변위라고도 함)은 진동의 크기를 나타냅니다. 진폭이 클수록 진동도 커집니다. 파형에서 진폭은 일반적으로 피크 대 피크로 측정됩니다.

진폭은 심각도를 측정하는 좋은 방법입니다. 진폭이 높을수록 더 심각한 문제를 나타낼 수 있습니다.

주파수는 진동하는 물체가 초당 완료하는 주기 수를 나타냅니다. 주파수는 헤르츠 단위로 측정됩니다.

방향은 진동하는 물체의 움직임을 나타냅니다. 예를 들어 방향은 축 방향 또는 방사형일 수 있습니다.

진동은 어떻게 측정되나요?

진동 분석가는 일반적으로 상태 모니터링 소프트웨어와 함께 휴대용 진동 분석기와 무선 진동 센서를 사용하여 진동 수준과 주파수를 측정합니다. 가장 진보된 진동 분석 프로그램도 인공 지능을 사용합니다.

가장 일반적인 유형의 가속도계는 물리적 진동을 전기 신호로 변환하는 압전 센서입니다. 해당 신호는 진동 데이터로 기록됩니다. 그런 다음 소프트웨어는 데이터를 파형이나 고속 푸리에 변환 또는 FFT로 구성하고 분석합니다.

공장에 따라 기술자는 실시간으로 진동 데이터를 측정하는 무선 진동 센서를 설치하기를 원할 수 있습니다. 일부 작업에서는 Pruftechnik의 VibXpert II와 같은 휴대용 진동 분석기를 사용하여 경로 기반 진동 측정을 선호합니다.

진동 데이터 수집 후 다음 단계는 분석입니다.

진동 분석은 어떻게 작동하나요?

진동 분석은 진동 데이터를 가져와 이를 이해하므로 유지 관리 팀이 조치를 취하고 필요한 수리를 수행할 수 있습니다. 진동 데이터를 분석하는 방법에는 스펙트럼 분석과 파형 분석 등 몇 가지 방법이 있습니다.

스펙트럼 진동 분석이란 무엇입니까?

스펙트럼 분석은 진동 데이터를 가져와 "분해"하므로 기술자는 각 구성 요소를 개별적으로 연구할 수 있습니다. 스펙트럼 분석은 전체 진동 수준을 보는 대신 주파수 영역의 진동 신호를 나타냅니다.

스펙트럼 분석은 기계 결함의 위치를 정확히 찾아내는 좋은 방법입니다. 기계 구성요소는 고장날 때 다양한 주파수로 진동합니다. 예를 들어 베어링은 결함이 있을 때 더 높은 주파수로 진동하는 경향이 있습니다.

모달 분석은 소프트웨어를 사용하여 자산의 주파수 응답을 시각적으로 표시합니다. 일부 팀에서는 애니메이션을 사용하여 다양한 진동 모드에 대한 시각적 지도를 만듭니다.

파형진동분석이란?

파형 분석은 시간 영역의 진동 신호를 표시합니다. 예를 들어 간단한 사인파는 시간에 따른 진동 수준을 매핑합니다. 이는 진동 이벤트에 대한 전반적인 상황을 파악하고 놀라운 이상 현상을 발견할 수 있는 좋은 방법입니다.

파형 분석을 통해 진동이 얼마나 심각한지 알 수 있습니다. 또한 가장 극심한 진동이 발생하는 시기를 정확히 찾아낼 수도 있습니다. 파형의 "최고점"은 충격적인 사건을 가리킵니다. 파형을 연구하면 작동 주기 중 이러한 충격이 발생하는 시점을 알 수 있습니다.

기술자는 또한 RMS(Root Mean Square)를 확인하여 진동 강도를 결정합니다. RMS는 자산의 진동으로 인해 발생하는 전체 에너지를 측정합니다. 문제의 심각도를 측정하는 데 유용한 지표입니다.

기계 진동 분석 방법

진동 분석은 회전 기계의 결함을 발견하는 가장 효과적인 기술 중 하나입니다. 제대로 수행되면 진동 분석을 통해 팀은 기계 결함을 조기에 식별하여 유지 관리 직원이 즉시 수리할 수 있습니다.

오랫동안 공장에서는 예방 유지보수 전략의 일환으로 진동 분석을 사용해 왔습니다. 오늘날 점점 더 많은 작업에서 예측 유지 관리 및 상태 모니터링 접근 방식의 핵심 부분으로 진동 분석을 사용하고 있습니다.

진동 분석으로 무엇을 발견할 수 있나요?

진동 분석은 공장의 조기 경보 시스템과 같습니다. 오늘날의 진동 센서는 정밀하게 조정되어 있습니다. 그들은 기계 결함을 가리키는 진동의 작은 변화를 포착합니다.

회전 기계에서 가장 흔히 발생하는 네 가지 기계 결함은 다음과 같습니다.

• 불균형
• 잘못된 정렬
• 베어링 결함
• 느슨함

확인하지 않은 채 방치하면 이러한 문제는 심각한 문제로 발전하여 가동 중단이나 생산성 저하를 초래할 수 있습니다. 진동 분석이 필요한 곳이 바로 여기입니다.

진동 분석은 불균형, 정렬 불량, 베어링 결함 또는 느슨함의 첫 번째 징후를 식별합니다. 이는 유지보수 담당자가 편리한 시간에 수리 일정을 계획할 수 있음을 의미합니다. 이는 또한 문제가 통제 불능 상태로 확대되지 않는다는 것을 의미합니다.

진동분석 예시

거의 모든 작업에서 진동 분석을 통해 이점을 얻을 수 있습니다. 자동차, 제조, 석유 및 가스 모두 진동 분석을 활용하여 운영을 유지합니다.

유지보수 시 진동 분석이란 무엇인가요?

유지 관리 팀은 진동 분석을 사용하여 불균형, 느슨함, 베어링 결함 또는 정렬 불량의 초기 징후를 식별합니다.

오늘날 대부분의 운영은 가동 중지 시간이나 생산 감소에 대한 여유 없이 빡빡한 생산 일정에 따라 운영되고 있습니다. 또한 일반적인 공장은 과거보다 훨씬 더 중요한 자산을 보유하고 있습니다. 동시에 대부분의 팀은 인력 부족에 직면해 있습니다.

이 모든 것은 자산을 원활하게 운영하는 것이 그 어느 때보다 중요하다는 것을 의미합니다. 진동 분석은 팀이 새롭게 발생하는 기계 결함을 파악하는 데 도움이 됩니다. 또한 가장 편리할 때마다 오류를 해결할 수 있을 만큼 조기에 결함을 식별하여 유지 관리 일정에 여유를 두는 좋은 방법이기도 합니다.

유지보수 기술자는 이동 중에 휴대용 진동 분석기를 사용하여 데이터를 수집하는 경우가 많습니다. 그런 다음 내부 신뢰성 엔지니어나 Fluke Reliability에서 제공하는 것과 같은 외부 상태 모니터링 서비스가 이러한 진동 측정값을 분석합니다.

진동해석의 일반적인 예

모든 회전 자산에는 표준 진동 "서명"이 있습니다. 서명이 변경되면 뭔가 잘못되었다는 신호입니다.

펌프 및 공기 압축기와 같은 모터 구동 자산은 진동 분석에 적합한 후보입니다. 펌프와 압축기에 진동 센서를 설치하면 문제의 조기 징후를 포착하여 조기에 해결할 수 있습니다.

진동 분석 도구는 문제의 미묘한 징후를 포착할 만큼 민감합니다. 대부분은 기술적 배경 지식이 없는 사람들도 사용하기 직관적입니다.

진동센서란 무엇인가요?

센서는 진동 가속도, 속도 및 주파수를 측정하고 기록합니다. 기술자는 모니터링하려는 거의 모든 자산이나 구성 요소에 진동 센서를 설치할 수 있습니다. 

무선 센서는 진동 데이터를 지속적으로 수집하여 실시간으로 전송할 수 있으므로 어떤 것도 놓치지 않습니다. 진동 수준이 특정 임계값을 넘을 때 경고하도록 대부분의 센서를 프로그래밍할 수도 있습니다.

진동분석기란 무엇인가요?

진동 분석기는 일반적으로 부품이 센서이고 부품이 컴퓨터인 복합 계측기입니다. 진동 분석기에는 진동 수준을 측정하기 위한 압전 가속도계가 장착되어 있습니다. 또한 해당 데이터를 분석하고 표시합니다. 일부 진동 분석기는 기계 결함을 진단하고 사용자에게 수리 과정을 안내할 수 있습니다.  

진동 모니터링이란 무엇인가요?

진동 모니터링은 센서와 데이터 분석을 사용하여 가장 중요한 자산을 지속적으로 감시합니다. 대부분의 공장에는 모든 장비를 수동으로 모니터링할 직원이 없습니다. 진동 센서 및 분석기 네트워크를 사용하면 문제를 파악하고 제한된 리소스를 최대한 활용할 수 있습니다.

상태 모니터링 진동 분석

상태 모니터링은 센서와 데이터 분석을 사용하여 장비의 전반적인 상태를 추적합니다. 그 목표는 아직 작고 관리하기 쉬운 새로운 기계 결함을 포착하는 것입니다. 올바르게 수행하면 상태 모니터링을 통해 문제가 발생하기 몇 주, 심지어 몇 달 전에 문제의 징후를 경고할 수 있습니다.

진동 분석은 모든 상태 모니터링 전략의 핵심 부분입니다. 진동 분석은 진동 수준의 작은 변화를 식별함으로써 팀이 문제를 미리 예방할 수 있도록 도와줍니다.

상태 모니터링은 센서, 소프트웨어 및 IIoT 도구를 사용하여 데이터를 캡처하고 분석합니다. 대부분의 팀은 상태 모니터링 프로그램을 구현하기 위해 약간의 교육이 필요하지만 도구는 여전히 사용하기 직관적입니다. 

이는 전문성이 제한된 팀이나 예산이 부족한 공장을 위한 견고한 접근 방식입니다. 물론 가동 시간과 신뢰성 측면에서 누구나 더 많은 결과를 확인할 수 있는 좋은 방법입니다.