[기계안전기술사] 문제풀이 2004년 74-3-5 기계설비 열화의 종류 및 현상

문제
기계설비의 열화의 종류 및 현상에 관하여 기술하시오.

1. 열화의 정의
설비에 대해 인간이 기대하고 있는 기능을 발휘할 수 없는 상태에 도달하는 것을 기능 상실 또는 고장이라 부른다면,
거기에 이르는 과정을 넓은 의미에서 열화(Deterioration)라고 할 수 있다.

2. 열화의 종류

1 열화의 유형 (진행형)
그 설비의 기능에 지장이 생기기 전에 열화의 증상이 나타나며,
더욱이 그것을 어떤 정량적인 관측에 의해 경시적 변화(Sequential Change)로 관측할 수 있는 경우에 나타나는 것이다.

1) 마모 (Wearing)
   베어링이나 패킹처럼 시간 경과에 따라 열화 할 것이 미리 알려진 열화현상을 가리킨다.
2) 피로 ( Fatigue)
크랙이나 핀홀처럼 반드시 그것이 언제 어디서 발생할 것인지는 불분명하지만 일단 발생한 곳이 발견 되면 시간 경과에 따라 그 열화 진행의 형태를 파악할 수 있는 경우이다.

2 열화의 유형 (돌발형)
1) 잠재 (Potential)
결함의 원인은 어떤 형태로 설비 내에 잠재하고 있으며 그것이 어떤 계기로 현재화하는 경우이다.
석유 정제 플랜트의 물 삼투 반응기 정기검사 시 질소 가스로 기밀 검사를 하던 중 갑자기 반응기가 파열하면서 몇 백 개의 파편이 비산한 사고가 있었다.
이 원인은 제조 시의 용접결함이 원인이 되었다고 생각하지만 이 같은 현상은 제작 시부터 결함이 내재하고 있었다는 의미에서 돌발형의 잠재적 열화라고 할 수 있다.

2) 외란 (External)
설비 운용 중에 어떤 외적 조건에 의해 설비가 열화하고 돌발적으로 기능에 지장을 초래하는 경우이다.

1984년 미국 시카고 교외의 석유정제 플랜트에서 발생한 아민에 의한 황화수소 흡수탑의 사고 등이 이에 해당된다고 할 수 있다. 그사고는 메틸 아민이 재질에 SCC(Stress Corrosion Cracking)를 발 생시킨다는 사실을 경시했기 때문에 흡수 액면에 따라 균열이 생겨 작업자가 그 사실을 발견한 10분 후 에 지름 8피트의 탑이 900m나 날아간 사고로 알려져 있다. 장비나 기계설비 등은 진동의 영향을 계속 받기 때문에 어떤 순간에 갑자기 절손되는 고장이 적지 않다.

3. 열화가 설비에 미치는 영향
1) 시스템에 치명적인 영향을 미친다.
2) 시스템의 기능 저하를 가져온다.
3) 설비 자체의 기능 저하를 가져온다.
4) 기능 저하는 없지만, 지장을 초래할 위험이 있다.
5) 지장의 우려가 없지만 복구(복원)가 바람직하다.