• 제목/요약/키워드: 기계적 고장

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기계.구조물의 경년열화와 수명평가기술 (Material Degradation and Life Assessment in Mechanical Equipment and Structure)

  • 김건영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.129-144
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    • 1999
  • 플랜트와 같은 장치산업은 내구성 구조물이므로 사용중에 열화가 발생하는 것은 필연적이다. 특히 고온, 고압의 부식환경하에서 사용되는 설비는 손상이 심하므로 가동중에 돌발적인 고장이 발생하여 플랜트의 가동을 중지하거나 파손사고가 일어나 생산손실은 물론 경우에 따라서는 안전사고의 발생, 환경오염 등 사회적인 문제를 일으키므로 이들 설비의 경년열화 실체를 충분히 이해하고 대책을 수립하는 것은 대단히 중요하다. 따라서 본고에서는 장치산업에서 발생하는 열화현상(재료의 연화, 경화 및 취화, 크리프, 피로, 부식, 마모 등)중 손상의 주류를 이루는 연화, 경화 및 취화, 크리프 피로에 대하여 기본적인 손상기구(damage mechanism)와 비파괴적 진단 및 평가 방법에 주안점을 두어, 현재 국내의 각종 플랜트 진단에 실용화된 기술을 해설하여 이 분야에 종사하는 관계자 여러분의 이해에 조금이라도 기여코자 한다.

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대용량 고속전동기의 제작 <6P-500HP, 2P-4500HP 외>

  • 피재년;홍성일;박태용
    • 전기의세계
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    • 제39권9호
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    • pp.46-53
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    • 1990
  • 대용량 고속기의 경우는 기계적인 강성, 냉각, 열적해석, BALANCING(진동), 소음, 축의 위험속도 처리등의 이론적 해석과 이것의 응용 및 이론을 근거로한 체계화된 제조기술의 KNOW HOW에 따라 성공여부가 결정된다고 할 수 있겠다. 금번 패사의 대용량 고속기의 제작으로 국내적으로는 지금까지 수입에만 의존해온던 화력, 열병합 발전소, 제철, 제강, 시멘트 등의 대용량 부하가 요구되는 산업장의 대용량 및 고속전동기의 국산화가 가능하게 되었으며 국외적으로는 일본 및 구미지역으로도 수출할 수 있는 길을 열었다고 보아진다. 그러나 국내 각 산업장의 대용량, 고속기의 국산화에 있어서는 사용자의 국산화로의 전향적인 자세와 MAKER의 기술력이 부합될 때에만 가능하다고 할 수 있으며 이것이 향후 국내 중전기 업계의 기술 발전의 향방을 가름한다고 할 수 있겠다. 또 고장력 규소강판, 축재, ENDRING소재, ROTOR BAR, BEARING등 중요자재의 국내 구입시 많은 어려움을 겪었으며 납기, 가격에 관계없이 국내 제작 자체가 불가능한 품목도 있었다. 앞으로 중전기기 업계는 이러한 어려움을 공감하고 소재 및 부품(완제품) MAKER의 공동 개발 및 육성으로 대처해 나가야 할 것이다.

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굽힘 하중하의 고장력강 용접 연결부의 피로 평가 (Fatigue Assessment of High Strength Steel Welded Joints Under Bending Loading)

  • 이명우;김윤재;박준협
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권10호
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    • pp.1163-1169
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    • 2014
  • 본 연구에서는 자동차 서스펜션 구조에 일반적으로 사용되는 용접부 형상에 대하여 굽힘 하중에 의한 피로수명을 예측할 수 있는 절차를 개발하였다. 이종 재료로 이루어진 실제 제품 용접 연결부의 피로수명 예측을 위해, 복잡한 형상의 제품을 단순화한 용접 시편을 설계하고 이에 대한 굽힘 피로 시험을 진행한 후 모멘트-피로수명(M-N) 선도를 제시하였다. 응력 집중에 의한 영향을 분석하기 위해 시편의 형상을 모델링 한 후 정적 하중에 대한 유한요소해석을 수행하여 균열 발생부의 응력을 구하고 응력-피로수명(S-N) 선도를 제시하였다. 유한요소해석을 통해 구한 응력과 이론 계산을 통해 구해준 응력을 이용하여 응력집중계수를 계산하였고, 응력집중부의 피로평가 방법 개선을 위해 보편적으로 사용되는 피로노치계수 평가법과 굽힘 피로 시험 결과를 비교 검토하였다. 그 결과, 이종 재질 용접 연결부의 정확한 피로 수명평가를 위해서는 기하형상을 고려한 피로노치계수 평가 분석뿐만 아니라 두 소재의 맞대기 용접 시편에 대한 피로 시험을 수행해 주어야 할 것으로 판단된다.

풍력발전 시스템을 위한 인공 신경망 기반의 고장검출기법에 대한 연구 (Study on Artificial Neural Network Based Fault Detection Schemes for Wind Turbine System)

  • 문대선;김성호
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.603-609
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    • 2012
  • 전 세계적으로 풍력발전은 전력생산을 위해 사용되는 신재생 에너지원 중 가장 빨리 성장하고 있는 분야로 새로 건설되는 풍력발전단지는 전체 전력 생산량에서 많은 부분을 차지해가고 있다. 풍력발전단지의 설치 증가는 더욱 효율적인 운영과 유지보수에 대한 기술 개발을 요구하게 된다. CM(Condition Monitoring) 시스템은 풍력발전 시스템의 효율적 운영을 가능케 하는 중요한 도구로 운영자에게 기계의 운전 상태에 대한 정보를 제공함과 동시에 유지보수와 관련된 체계적인 정보를 제공한다. 이에 본 연구에서는 풍력발전용 SCADA 시스템으로부터의 각종 정보를 이용하여 해당 장치의 고장검출에 효율적으로 사용될 수 있는 인공신경망을 기반으로 하는 정상 동작 모델의 체계적인 설계 과정에 대해 고찰하고자 한다. 또한 제안된 설계 기법의 유용성 확인을 위해 군산 비응도에 설치된 Vestas사의 850KW급 풍력발전시스템으로부터의 SCADA 데이터를 사용하였다.

통신용 전원공급 신뢰성 증진을 위한 ISC-STS 제안 (ISC-STS Proposal for Reliability Improvement of Communication System's)

  • 정현철;현동석
    • 전력전자학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.383-390
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    • 2008
  • 본 논문은 산업현장에서 중요부하에 안정적인 전원공급을 하기 위하여 설치한 Static Transfer Switch (STS)의 사이리스터(SCR)가 평균 2%대의 고장으로 문제가 되고 있어 이를 방지하고자 SCR 양단에 기계적인 접점스위치를 병렬로 연결시키고 SCR은 병렬스위치가 동작 가능한 구간인 $12{\sim}208$[mS] 구간에만 기능을 수행하도록 구성하였다. 또한 두 개의 입력 중 어느 한쪽이 단락 또는 지락 사고가 발생되더라도 다른 한쪽의 경로와 부하에 영향을 주지 않도록, 두 개의 입력이 동시 투입되는 시간을 차단하는 ISC (Ideal State Conditioning Interlock Device) - STS 시스템을 제안하였다. 이 제안으로 년간 0.89회의 전환 동작 시에만 SCR이 역할을 하고 전환시점 이후에는 병렬스위치가 전원공급계통의 역할을 함으로서 SCR의 피로도를 현저히 감소시켜 고장률을 감소시킬 뿐만 아니라 고장이 발생된 경우라도 부하에는 영향을 미치지 않아 중요부하의 전원공급에 대한 신뢰성을 높이는데 기여할 수 있다.

154kV 송전선로 갤로핑 현상 분석 및 대책 사례 (An Actual Case of Installing Interphase spacers to Prevent 154kV Transmission Line Galloping)

  • 송호승;이정한;윤형희;전광식
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.83-86
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    • 2005
  • 최근 가공 송전선로 건설에 대한 인근 지역주민들의 반대에 부딪쳐, 불가피하게 가옥이 밀집된 주거지역을 우회하거나 토지 활용도가 낮은 산악지를 이용하여 선로를 건설하는 경우가 대부분이다. 이와 같이 경과지의 제한성으로 인해 때때로 국지적인 기상현상 발생 우려가 있는 지역에 불가피하게 송전선로를 건설하는 경우가 있으며, 이상기상 현상이 발생하는 11월말에서 3월초 사이에 경기북부 지역의 국지성 돌풍에 의해 갤로핑(Galloping)현상이 종종 발생되었다 갤로핑은 바람으로 인해 전력선이 횡진과 출렁임이 발생되는 현상을 말한다. 송전선로의 지지물에는 주로 철탑이 사용되고, 전력선은 ACSR 410mm 복도체가 주로 사용된다. 송전선로는 경제성과 계통의 안전성을 고려하여 수직배열로 2회선용 표준철탑을 사용한다. 갤로핑 현상은 바람에 의해 전력설에 심한 진동을 일으켜, 수직 배열된 전력선 상간 단락 또는 전력선과 가공지선간의 지락으로 고장전류가 생기고, 고장전류에 의한 보호계전기 동작으로 선로가 트립(Trip)되며, 이로 인한 전력공급 중단이 발생된다. 또한 전력선의 기계적인 진동에 의하여 전력선의 단선 또는 지지물의 파손으로 영구고장을 일으킬 수도 있다. 본 논문에서는 경기북부지역의 산악지에 설치된 154kV 송전선로에서 산비탈면을 타고 오르는 상승 바람에 의한 갤로핑 사례를 국내 최초로 현장에서 촬영한 동영상 자료를 토대로 소개하고, 갤로핑 발생시 송전선로에 미친 영향 등 검토 결과를 설명하였다. 전력선에 생긴 아크 흔적을 토대로 전력선간의 단락이 발생했던 지점을 실제로 관측할 수 있었다. 최근 갤로핑으로 인한 상간 단락 고상 방지론 목적으로 개발된 폴리머 상간스페이서(Interphase spacer)의 시공 사례를 소개하고, 현재까지 상간스페이서가 설치된 송전선로의 점검 결과를 소개하고자 한다.

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쌍축 추진 선박의 단독 타 고장 상태에서의 조종성능에 대한 수치적 연구 (A Numerical Study on the Maneuverability of a Twin-screw Ship under Single Rudder Failure)

  • 유영준;김현준
    • 대한조선학회논문집
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    • 제54권2호
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    • pp.161-169
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    • 2017
  • Recently, ship owners have been requiring the assessment of the maneuverability of twin-screw ships under mechanical failures. Because this kind of assessment has not yet been conducted, it is necessary to study the types of machinery failures that can significantly affect the maneuverability of a ship, and to construct a procedure to simulate the maneuvering behavior under such failures. In this paper, the sole focus is the steering system failure from among the variety of failure types, and the maneuvering behavior of the ship under the single rudder failure is simulated for an investigation of the unique characteristics. First, the mathematical model for the twin-screw container ship is verified by comparing the simulated results for the $35^{\circ}$ turning test, $10^{\circ}/10^{\circ}$ zigzag test, and $20^{\circ}/20^{\circ}$ zigzag test under the normal operating condition with those obtained from free running model tests. After the IMO maneuvering tests are additionally simulated under the single rudder failure, the results are reviewed to investigate the maneuvering characteristics that are due to the failure. Further, the $35^{\circ}/35^{\circ}$ zigzag test and the $35^{\circ}$ turning test are simulated to additionally investigate the effects of the single rudder failure on the steering and turning abilities.

효율적인 변압기 유중가스 분석 및 분류 방법 (Efficient Transformer Dissolved Gas Analysis and Classification Method)

  • 조윤정;김재영;김종면
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.563-570
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    • 2018
  • 본 논문에서는 기계학습 기반의 효율적인 변압기 유중가스 분석 및 분류 방법을 제안하여 기존 IEC 60599 진단기준 기반의 문제점을 해결하고 진단 성능을 개선한다. 기존 IEC 60599 진단기준은 조성비가 진단 기준에 존재하지 않거나 경계조건에 있는 경우 진단 전문가에게 의뢰하지 않고는 해석에 어려움이 있으며 진단영역이 겹치는 부분이 존재하므로 정확한 원인분석을 수행하는 데에 한계가 있다. 따라서 IEC 60599 진단 기준만으로 변압기 유중가스 데이터를 분석 및 분류하는 경우 IEC 60599 기준에 만족하지 않는 데이터를 분류하지 못한다는 문제점이 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 기계학습 기반의 변압기 유중가스 분석 및 분류 방법을 제안하였다. 제안한 기계학습 기반의 변압기 유중가스 분석 방법은 IEC 60599 진단기준으로 판단이 불가능한 데이터를 서포트 벡터 머신을 통해 정확히 분류 할 수 있다. 제안한 방법의 성능을 검증하기 위해 실제 유중가스 데이터를 사용하여 기계학습 기반의 변압기 유중가스 분석 방법의 효율성을 검증하였다.

천연가스 수송용 API 5L-X42 강관의 용접방법에 따른 용접부의 미세조직과 기계적 특성에 관한 연구 (A Study on the Microstructure and Mechanical Properties for the Weldment with Variation of Welding Process of the API 5L-X42 Pipeline for Natural Gas Transmission.)

  • 백종현;김철만;김영표;김우식
    • 한국가스학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.34-39
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    • 1998
  • 국내에 액화천연가스가 도입된 이래 환경에 대한 문제를 인식함에 따라 천연가스의 수요는 계속적으로 증가하고 있다. 청정연료인 천연가스는 용접에 의해 고장력강 배관을 사용하여 각 도시로 공급되고 있다. 천연가스 공급용 배관은 공급압력에 따라 중압관과 고압관으로 구분된다. 배관은 주로 작업의 용이성으로 피복아크용접에 의해 용접되며, 현장 작업여건에 따라 다른 용접공정이 적용되기도 한다. 본 연구는 고압관으로 사용되는 API 5L X42 배관에 대한 용착금속부의 미세조직 변화와 기계적 특성을 관찰하였다.

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건설기계용 카운터웨이트 시험장비 및 가속수명시험법 개발 (Development of the Accelerated Life Test Method & Life Test Equipment for the Counterweight of the Construction Machinery)

  • 이기천;이용범;최병오;강보식;김도식;최종식;김재훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권12호
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    • pp.1275-1280
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    • 2015
  • 카운터웨이트를 수명시험 하기 위해서는 실제 현장과 유사하게 2 톤의 무게를 가진시켜 주는 대형 가진기가 필수적이다. 그렇지만 이러한 장비를 일반업체에서 보유하여 시험하기는 어려우므로, 이러한 애로점을 해소하기 위해 본 연구에서는 첫번째로 2 톤의 중량물일지라도 건설기계의 신뢰성을 평가하는 전기터들로 구성되는 회전식 가진기를 사하여 실제 현장조건을 재현하는 시험장비를 개발하였고, 주요 구성품에 대해 카운터웨이트의 고장해석을 수행하였다. 두번째로 현장으로부터 필드데이터를 측정하여 수명시험에 활할 수 있도록 하였다. 마지막으로 성능과 수명을 확인하기 위해 가속수명시험법을 개발하였고, 제품의 고장발생 없이 $B_5$ 10,000 시간을 만족하는 가속수명시험을 완료하였다.