도란시스템 - 설비관리 칼럼

잘못된 사례만 무수한 예지보전(PdM)은 어떻게?

스마트팩토리연구소 소장 정일영

지난해 말 시청률 26.9%를 찍었던 JTBC 드라마 『재벌집 막내아들』을 보신분들이 많았다. 저 또한 배우 송중기 씨를 좋아한 아내 때문에 보게 된 1편에 꽂혀서 끝까지 봤다. 이 드라마가 우리에게 주는 것은 ‘미래를 정확히 예측하는 자에게는 이길 수 없다는 것’이다. 그 만큼 앞으로 일어날 것에 대한 예지나 예측은 기업뿐 아니라 누구나 갖는 바램 일 것이다.

여기서 질문을 하나 드리면, 공장이 살아 있다는 것을 어떻게 알 수 있는가?

아니 여러분이 살아있다는 것을 어떻게 알 수 있는가? 많은 분들이 숨을 쉬기 때문이라고 한다. 그럼 5분 동안 잠수를 하고 있는 해녀들은 죽은 것인가? 호흡 보다 더 내가 살아있다는 것을 나타내 주는 것은 무엇일까? 그것은 바로 ‘맥’을 보고 알 수 있다. ‘맥’, 맥박은 심장이 뛸 때마다 대동맥 내로 혈액이 들어가고 동맥이 팽창과 이완을 반복하면서 동맥의 벽에 진동이 생기는 현상이다. 한마디로 말해서 피가 흐름을 보고 ‘살아 있음’과 ‘죽음’을 구분하게 한다. 그래서 그 흐름을 주는 심장이 중요하다. 이것을 모르는 사람은 없다.

다시 앞의 질문을 반복해 보면, 우리는 공장이 살아 있다는 것을 어떻게 알 수 있는가?

공장이 살아 있다는 것은 공정 내 ‘FLOW’를 보고 알 수 있다. 공장에 흐름이 멈추면 그 공장은 죽었다고 할 수 있다. 그 흐름을 만들어 주는 것을 보면 압축기와 펌프가 주요 설비다. 공장에는 이 외에도 많은 설비가 있다. 그럼 그 설비들은 흐름과 어떤 관계가 있는가? 저장과 가공, 반응, 증류, 분리 등의 설비는 흐름에 변화를 줄 수는 있지만 그 자체가 흐름을 주지는 못한다. 그리고 배관은 그 흐름을 유지시켜 준다. 이런 설비들도 흐름을 방해할 수 있다. 그것이 바로 고장이과 비정상 운전이다.

하지만 배관의 예를 들어 보면, 그 고장은 바로 누출이다. 신설 공장의 경우 배관은 부식으로 흐름을 방해하기 까지는 많은 시간이 필요하다. 그 때문에 고장 전에 충분히 알 수 있다. 오래된 공장도 부식까지 대응할 시간적 여유는 있다.

전체 설비 중에서 압축기와 펌프의 고장이 공장 흐름에 즉시 영향을 주기 때문에 스마트팩토리에서 설비관리 과제를 뽑으라고 하면 회전기에 대한 예지보전을 뽑는 것이다. 지속적인 운전을 하기 위해서 회전기의 고장을 예측하려고 한다. 그것도 압축기에 대한 고장 예측에 관심이 더 크다. 그 이유는 압축기에 비해 펌프는 크기가 작고 가격도 저렴해서 주요 설비일 때는 Stand-by를 둘 수 있기 때문이다.

플랜트의 예를 들면 그렇게 관리해야 할 압축기는 공장에 몇 대가 되지 않는다. 또한 매우 중요하기 때문에 시운전 시절부터 해당 설비를 위한 예방보전을 너무 잘하고 있다. 그 결과 압축기의 고장은 다른 설비 고장과 비교해 보면 너무 작다.

대형이고 주요한 압축기는 건설 초기부터 진동분석장비가 같이 설치된다. 최근에는 운전 상태를 제작사에서 원격으로 수집하고 모니터링하면서 분석까지 한다. 약간의 비정상의 경우가 발생하면 전문가가 직접 알람을 보내기도 한다. 이런 주요 설비들은 과거보다 더 안전하게 관리되고 있다.

그럼 공장에서 예지보전이 필요한 설비는 무엇인가?

지금까지 이야기한 것으로 보면 예지보전이 불필요한 것 같이 생각된다. 그렇지 않다. 보전활동의 기본으로 돌아가 보면 예지보전 중에서 CBM, Condition-Based Maintenance은 TBM을 할 수 없는 설비와 부품에 대해 적용된다. 단순하게 전동기의 베어링 문제는 진동분석으로 찾을 수 있다. 그런데 전동기 진동의 문제는 베어링 문제만 있는가? 아니다. 펌프면 펌프 사이드의 Shaft, Sleeve, Packing이나 M/Seal의 문제도 있고 전동기 사이드의 Rotor나 Stator 코일의 열화로 자성의 불균형도 문제가 될 수 있다. 이런 경우는 베어링을 바꾼다고 해결되지 않다. 그래서 주요 설비는 실시간이나 주기적인 진동분석이 필요하고 이것이 공장 예지보전의 하나이다.

그와 관련해 50년 전 Terry Wireman의 지적 사항을 다시 살펴보면,

이미 오래전부터 예지보전으로 진동과 열화상, 오일분석을 이야기하고 있다. 오래전부터 진동분석이 현장에 도입되었지만 전문 인력이 부족했다. 그 결과 아직도 청음봉을 들고 회전기 예방보전을 하는 공장이 적지 않다. 그렇다고 그 공장에 진동측정 장비가 없는 것은 아니다. 그리고 오일분석의 경우는 그 시점 분석결과의 허용치 관리가 대부분이다. 지금 필요한 것은 추이 관리이고 그렇게 되는 이슈 사항을 도출하고 그에 따른 원인 분석과 대응이다. 열화상분석도 마찬가지이다.