균열이 나타나기 전에 찾아내기

윈치 시스템에 대한 진동 모니터링의 잠재력

현재 해양 부문의 지속 가능성 개발이 급증함에 따라 윈치 기술에 큰 변화가 일어나고 있습니다. 수십 년 동안 경쟁의 장을 지배해 온 유압식 윈치는 전동식 시스템에게 그 자리를 빼앗기고 있습니다. 이전에는 전기 드라이브가 유압 드라이브보다 훨씬 덜 콤팩트했습니다. 여유 공간은 사실상 모든 선박에서 부족한 자원이기 때문에 이러한 단점은 거래를 방해하는 요소였습니다.

그러나 요즘 시장에 등장하는 전동윈치는 그 크기가 대폭 줄어들었습니다. 때때로 유압 드라이브보다 무게가 훨씬 가볍지만 출력과 토크는 여전히 일치합니다. 윈치 기술 전문 네덜란드 회사인 Dromec은 수년 전에 전동 윈치의 잠재력을 깨달았습니다. 그들은 적극적으로 기술을 개발하고 고객의 요구 사항을 수용하기 위해 전기 드라이브를 조정 및 수정해 왔습니다. 그러나 항상 순조로운 항해는 아니었습니다. 일반적으로 혁신적인 기술이 그렇듯, 극복해야 할 몇 가지 초기 문제가 여전히 남아 있습니다.

운 좋게도 그들은 Dromec에서의 좋은 도전을 좋아합니다. 그래서 2015년에 한 어선의 소유주가 Dromec이 트롤 어선의 유압식 윈치 구동 장치를 전기 구동 장치로 전환할 수 있는지 알아보기 위해 그들에게 접근했을 때 이 프로젝트가 그들의 관심을 불러일으켰습니다.

윈치 변환 Dromec의 영업 담당자이자 공동 소유자인 Cees Drost는 Dromec의 기술 부서를 담당하는 엔지니어인 Geerart de Vree와 프로젝트에 대해 논의했습니다. Drost 씨는 “Geerart가 불가능하다고 말할 때만 그것이 정말로 불가능하다고 믿게 될 것입니다.”라고 Drost는 말했습니다.

그들은 도전하기로 결정했습니다. 첫 번째 단계는 선상 유압 시스템의 특정 주변 환경을 측정하는 것이었습니다. Dromec은 케이블 속도, 선박 속도, 최대 작업 하중 및 윈치의 장력 수준에 관한 데이터를 수집했습니다. 이 데이터는 윈치 드라이브와 기어박스 구성의 기초가 되었습니다.

3년간의 준비, 제작, 설치 끝에 선박은 바다로 나갔습니다. 변환된 윈치 시스템의 대부분의 요소는 즉시 제대로 작동했습니다. 다른 것들은 약간의 적응이 필요했습니다. 다른 모든 문제가 해결되었음에도 한 가지 중요한 문제가 남아 있었습니다. 바로 기어박스가 계속 고장났습니다. Dromec의 엔지니어들이 아무리 노력해도 계속 진행할 수 없었습니다.

기어박스 모니터링 그런데 무엇이 잘못됐나요? 계산이 틀렸나요? 그들이 뭔가를 간과한 걸까요? 이러한 질문에 답하기 위해 Dromec은 작동 중에 기어박스를 모니터링할 수 있는 방법을 찾아야 했습니다. 이를 위해 그들은 Bachmann의 자동화 전문가와 힘을 합쳐 진동 모니터링 시스템을 구축했습니다. 각 200kW 기어박스에는 3개의 센서가 배치되었고, 각 전기 윈치 모터에는 또 다른 2개의 센서가 설치되었습니다. Bachmann은 센서, 케이블 및 소프트웨어를 공급했습니다. 또한 수집된 데이터를 모니터링하고 분석했습니다.

두 회사는 데이터 보고서를 평가하기 위해 정기적으로 회의를 열었습니다. 진동 센서는 Dromec에 엄청난 양의 정보를 제공했습니다. “기본적으로 마치 현미경을 통하는 것처럼 기어박스를 관찰할 수 있습니다.”라고 de Vree는 말합니다. “그들은 매우 세심한 통찰력을 제공합니다. 엔진 속도, 주파수, 베어링 요소, 기어박스 구성 요소까지 구분할 수 있습니다. 그들은 모두 고유한 특정 진동 신호를 가지고 있습니다.”

결함 감지 시간이 지남에 따라 센서는 여러 가지 결함을 감지했습니다. 어느 시점에서 그들은 주파수 인버터의 출력 스위칭 주파수에서 왜곡을 포착했습니다. “아마도 모터의 배선 문제일 것이라고 우리는 생각했습니다. 나중에 EMC를 한 번 확인한 결과 문제가 해결되었습니다.”라고 De Vree 씨는 설명합니다.

또 한번은 센서가 엔진 뒤쪽에서 비정상적으로 높은 진동을 감지했습니다. Dromec이 조사한 결과, 강제 환기 장치에 있는 작은 베어링이 원인인 것으로 밝혀졌습니다. 부식으로 인해 영향을 받았습니다. “베어링의 마모로 인해 진동 프로필이 변경되었습니다. 이 신호를 포착하는 센서의 놀라운 점은 베어링이 파손되지도 않았다는 점입니다.”라고 Drost 씨는 설명합니다. "마찰이 조금 더 있었을 뿐 여전히 회전하고 있었습니다."