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대형 왕복식(Reciprocating) 엔진의 보어스코프 검사


대형 왕복식 내연 엔진(RICE)은 전기 생산 또는 프로펠러 샤프트 및 펌프와 같은 기계 장비를 구동하기 위해 많은 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 이러한 내연 엔진의 작동 원리는 기존의 자동차 내연 엔진과 같지만 그 규모가 훨씬 더 큽니다. 여기에서는 RICE 상태 모니터링 기법과 보어스코프 사용법 그리고 이러한 유형의 검사를 최대한 활용하기 위한 모범 사례 가이드라인 및 문제 해결 팁에 대해 설명합니다.

그림 1 왕복식(Reciprocating) 내연 엔진

대형 엔진을 효율적으로 작동하고 유지보수하려면 부품의 상태를 이해해야 합니다. 다양한 상태 모니터링(Condition Monitoring, CM) 기법을 사용하여 이를 수행할 수 있으며 각 기법은 엔진에 대한 한 가지 유형의 정보를 제공합니다. 아래 목록에는 RICE 검사에 사용되는 가장 일반적인 상태 모니터링 기법이 요약되어 있습니다.

  • 계측 – 온도, 압력, 진동, 배기 가스 구성 등 엔진 센서의 판독값을 지속적으로 모니터링.
  • 사용된 오일 분석 – 오염, 마모 또는 손상과 관련이 있을 수 있는 오일의 품질 저하 또는 입자의 존재를 알 수 있도록 오일 샘플을 주기적으로 수집하여 검사실에서 분석.
  • 보어스코프 검사(BSI) – 부품을 거의 또는 전혀 해체하지 않고 엔진의 내부 부품을 육안으로 검사.
  • 분해/해체 – 검사, 정비 또는 부품 교체를 위해 부품 또는 전체 엔진을 해체.

계측 및 사용된 오일 분석은 RICE 작동을 중단할 필요가 없는 비침습적 기법이므로 상태 모니터링의 첫 단계로 널리 사용되고 있습니다. 그러나 이러한 기법으로 얻을 수 있는 정보는 제한적이기 때문에 예방적 유지보수 전략 또는 사후 대응적 유지보수 도구로서 정기적인 보어스코프 검사가 필요할 수 있습니다. 왕복식(Reciprocating) 엔진의 보어스코프 검사의 주요 대상은 실린더라고도 부르는 연소실입니다. 연소실을 둘러싼 부품은 고압과 고온에 노출되므로 손상 및 마모 여부를 모니터링해야 합니다. 실린더뿐만 아니라 워터 재킷, 오일 갤러리 및 기름통, 터보차저, 냉각 및 공기 순환 시스템, 교류 발전기 등 엔진의 다른 부품도 보어스코프를 사용하여 검사할 수 있습니다.

그림 2 연소실(실린더)

보어스코프 기술 – 오래된 유산

왕복식(Reciprocating) 엔진은 20세기 초부터 존재해 왔으며, 보어스코프 기술의 초기 응용 분야 중 하나는 엔진의 검사였습니다. 첫 번째 유형의 산업용 내시경은 견고한 보어스코프였습니다. 그리고 그 다음으로 유연한 파이버스코프가 등장했습니다. 오늘날의 최첨단 보어스코프 검사 기술은 다기능성과 사용 편의성을 갖추고 이미지와 비디오를 모두 캡쳐할 수 있는 비디오스코프입니다. 표 1은 이 시스템 각각의 특징을 개괄적으로 보여줍니다. 견고한 보어스코프와 파이버스코프도 아직 사용되고 있지만, 이 문서에서는 널리 사용되는 비디오스코프에 중점을 두겠습니다.

표 1 견고한 보어스코프, 파이버스코프, 비디오스코프의 주요 특징 비교

특징 견고한 보어스코프 파이버스코프 비디오스코프
삽입 튜브 유형 견고한 직선 접근 유연함, 관절형 유연함, 관절형
광원 외부 외부 내장형
이미지 획득 광학, 릴레이 렌즈 광학, 섬유 다발 디지털, 이미지 센서
광학 시스템 고정식 고정식 또는 변동식 변동식
스크린, 이미지 및 비디오 캡처 추가 액세서리 필요 추가 액세서리 필요 내장형
측정 제공되지 않음 제공되지 않음 가능함

표 1에서 볼 수 있듯이, 비디오스코프는 견고한 보어스코프나 파이버스코프에 비해 상당한 기술적 이점이 있습니다. 비디오스코프를 사용하면 (좋은 이미지를 얻기 위해 부착해야 하는 부품이 더 적고 조정을 덜 해도 되므로) 보어스코프 검사를 더 빨리 수행할 수 있고, 이미지와 비디오를 쉽게 기록할 수 있기 때문에 더 나은 결과물로 보고서를 작성할 수 있습니다.

Evident의 원격 시각 검사(Remote Visual Inspection, RVI) 포트폴리오에서 RICE 검사용으로 추천하는 비디오스코프는 IPLEX™ G Lite와 IPLEX GT입니다. 이 두 비디오스코프 모두 고품질 이미지를 제공하므로 부품 평가와 추가적인 보고가 가능합니다.

올바른 구성

  • 2m(6.6ft) 삽입 튜브
  • 6mm의 프로브 직경
  • 두 개의 광학 팁:
    • 실린더를 처음에 개괄적으로 살펴보기 위한 측면 방향 원위 포커스 팁 한 개(AT120S/FF)
    • 상세한 검사를 위한 전면 방향 근위 포커스 팁 한 개(AT120D/NF)

그림 3 견고한 슬리브 및 관절형 암

실린더 검사의 기초 – 모범 사례

비디오스코프 준비

  • 비디오스코프 프로브를 삽입하기 전에 검사를 위한 광학 팁이 올바르고 광학 팁과 원위 끝이 깨끗한지 확인합니다.

실린더에 프로브 삽입

  • 액세스 포트를 통해 프로브를 삽입할 때는 견고한 슬리브를 사용할 것을 권장합니다(그림 3 참조). 그러면 프로브를 보호하고 오일 오염 및 프로브 손상의 가능성을 낮출 수 있습니다. 견고한 슬리브를 사용하면 프로브를 잡고 있을 필요가 없으므로, 이미지 안정성이 향상되고 실린더의 내부 표면에 접촉할 가능성이 낮아집니다.
  • 프로브가 일단 삽입되면 반복 가능한 방향의 이미지를 얻기 위해 12시 방향이 스크린 이미지의 상단에 올 때까지 프로브를 회전합니다.
  • 피스톤 크라운(피스톤의 상단)을 보고 실린더의 방향을 결정할 수 있는 경우도 많습니다. 피스톤 크라운에는 방향에 따라 달라지는 특정한 특징이나 표시가 있습니다.

피스톤 위치 지정

  • 피스톤이 실린더의 맨 밑에(맨 밑의 중앙) 위치한 상태에서 실린더 검사를 수행해야 합니다. 그러면 검사자는 실린더 벽의 최대 범위를 시각화할 수 있습니다.
  • 피스톤을 맨 밑에 위치시키려면 피스톤이 올바른 위치에 놓일 때까지 엔진을 수동으로 돌리면서 비디오스코프 스크린을 관찰합니다.
  • 검사 효율성을 높이려면 여러 피스톤의 위치가 동기화되므로 발사 시퀀스 다음에 검사 순서를 정할 수 있습니다.
  • IPLEX Image Share 앱을 사용하면 엔진을 돌리는 동안 피스톤 위치를 시각화할 수 있습니다.

검사

  • 피스톤을 올바른 위치에 놓았으면 검사를 진행할 수 있습니다.
  • 측면 뷰(오른쪽 앵글) 광학 팁을 사용하여 전체적인 검사를 수행할 것을 권장합니다. 그림 4에서와 같이 이 광학 팁으로 실린더 벽, 피스톤, 밸브 덱 및 밸브를 개괄적으로 살펴볼 수 있습니다.
  • 추가적인 세부 정보가 필요할 경우, 정면 광학 팁으로 전환하여 목표물에서 더 가까운 위치에서 자세한 검사를 수행할 수 있습니다.
  • 촬영된 이미지를 더 쉽게 관리하려면 메모리 장치의 별도의 폴더에 각 실린더 이미지를 저장합니다. 그러면 각 이미지 파일의 이름이 폴더 이름에 따라 지정되어 파일을 관리하고 검사 후 보고서를 준비하는 일이 더 쉬워집니다.
  • 필요에 따라 이미지 또는 비디오를 촬영합니다.

프로브 제거

  • 실린더 검사를 마쳤으면 프로브 관절의 잠금을 해제합니다(비디오내시경 스크린에서 자물쇠 기호를 확인하고 구부러진 부분이 체결되었는지 확인).
  • 실린더에서 프로브 제거
  • 견고한 슬리브와 관절형 암을 검사할 다음 피스톤으로 이동합니다.

그림 4 실린더를 개괄적으로 확인하기 위해 측면 방향 광학 팁을 사용하는 방법을 보여주는 도식

문제 해결

과제 문제 해결책
오일 대부분의 검사 작업은 윤활제를 사용하여 이루어집니다. 이로 인해 이미지 품질이 저하될 수 있습니다.
  • 청소 키트(이소프로필 알코올 및 면봉)를 준비하고 이미지가 흐려지면 광학 팁을 청소합니다.
  • 검사를 시작하기 전에 광학 팁 내부의 오염을 방지하기 위해 O-링이 원위 끝에 올바르게 놓여 있는지 확인합니다.
  • IPLEX G Lite 및 GX/GX 오일 클리어링 광학 팁 사용
  • 삽입 도중 프로브 오염을 방지하기 위해 견고한 슬리브 사용
  • 프로브가 실린더 표면에 닿지 않도록 주의
온도 엔진을 정지한 직후 검사를 수행할 경우 검사 시작 시 실린더가 여전히 뜨거울 수 있습니다.
  • 엔진이 식는 데 걸리는 시간을 확인합니다.
  • 엔진 온도가 최소한 섭씨 80도 미만인지 확인하십시오.
프로브 방향 보어스코프가 실린더에 삽입되면 이미지 방향을 결정하기가 어려울 수 있습니다.
  • 실린더 내부에서 12시 방향을 찾기 위해 피스톤 또는 플레임 덱의 특징을 사용하고 이를 검사 시 기준으로 활용합니다.
  • 프로브를 제 자리에 고정하기 위해 견고한 슬리브 사용
이미지 파일 이름 지정 사용자가 같은 폴더 안에서 서로 다른 실린더의 이미지를 촬영하면 모두 유사한 이름을 갖게 되어 검사 후 관리가 어려워집니다.
  • 실린더별로 하나의 폴더를 만들고 해당 폴더로 전환

대형 왕복식(Reciprocating) 엔진의 보어스코프 검사

결론

추가 자료

Olympus IMS

이 애플리케이션에 사용되는 제품

IPLEX G Lite 산업용 비디오스코프는 작지만 견고한 본체에 강력한 이미징 기능을 탑재하고 있습니다.가벼운 무게와 어디든 가져갈 수 있는 휴대성 덕분에, 까다로운 분야에서 작업하는 사용자는 뛰어난 이미지 품질과 사용 편의성을 갖춘 원격 육안 검사 도구를 사용하여 작업을 완수할 수 있습니다.

풍력 타워 나셀의 좁은 공간에서 검사하는 경우, 강력한 이미징 기능과 휴대성을 겸비한 IPLEX G Lite 비디오스코프의 풍력 버전을 사용하면 더 쉽게 작업할 수 있습니다.

교체 가능한 삽입 튜브와 광원, 8인치 터치 스크린 및 고급 이미징 기능을 갖춘 IPLEX GX/GT 비디오스코프는 다재다능성, 이미징 기능 및 사용 편의성의 최적의 균형을 제공합니다.

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