팬 결함이란 무엇인가요? 일반적인 고장 및 진단 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 장비입니다. 팬 결함이란 무엇인가요? 일반적인 고장 및 진단 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 장비입니다.

팬 결함이란? 일반적인 고장 및 진단

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팬 결함 이해

정의: 팬 결함이란?

팬 결함 블레이드 손상(균열, 침식, 쌓임)을 포함한 산업용 팬 및 송풍기의 결함이 있습니다., 불균형 재료 손실 또는 축적, 공기역학적 불안정성(실속, 서지), 구조적 문제(날개 느슨함, 허브 균열), 베어링/구동 장치 고장 등으로 인해 발생합니다. 이러한 결함은 특징적인 진동 패턴이 지배적 블레이드 통과 주파수 그리고 그 고조파와 1× 불균형 진동, 저주파 공기역학적 맥동이 있습니다.

팬은 산업 시설(HVAC, 공정 냉각, 연소 공기, 자재 취급 등)에서 흔히 볼 수 있으며, 고장은 생산, 안전(환기), 그리고 에너지 효율에 영향을 미칠 수 있습니다. 팬의 특정 결함과 모니터링 기술을 이해하면 효과적인 유지보수가 가능하고 심각한 블레이드 고장을 예방할 수 있습니다.

일반적인 팬 결함

1. 블레이드 손상 및 침식

재료 축적

  • 원인: 블레이드에 쌓이는 먼지, 스케일 또는 공정 물질
  • 효과: 질량 불균형을 생성하고 공기 역학을 변경합니다.
  • 징후: 시간이 지남에 따라 진동이 1배 증가합니다.
  • 일반적인: 재료 취급 팬, 공정 배기 팬
  • 솔루션: 주기적 세척, 상류 여과

침식 및 마모

  • 원인: 블레이드 표면을 마모시키는 연마 입자
  • 효과: 불균형을 초래하는 재료 손실, 성능 저하
  • 무늬: 일반적으로 비대칭(선단이 후단보다 더 큼)
  • 발각: 진동 1배 증가, 성능 저하

부식

  • 블레이드 소재에 대한 화학적 공격
  • 침식 및 재료 손실이 발생합니다.
  • 블레이드 강도를 감소시킵니다
  • 균열 및 블레이드 고장으로 이어질 수 있습니다.

칼날 균열

  • 위치: 블레이드 루트(허브 부착), 선단, 용접 조인트
  • 원인: 피로, 부식, 충격, 진동
  • 증상: 진동 패턴 변경, 2배 구성 요소 가능
  • 위험: 완전한 블레이드 분리로 이어질 수 있습니다

블레이드가 없거나 부러짐

  • 비대칭 블레이드 구성으로 인한 심각한 불균형
  • 매우 높은 1× 진동
  • 비정상적인 블레이드 통과 주파수 패턴
  • 즉각적인 종료 및 수리가 필요합니다.

2. 불균형

가장 흔한 팬 진동 문제:

  • 출처: 빌드업, 침식, 제조 허용 오차, 블레이드 손상
  • 서명: 1× 동기 진동
  • 보정: 필드 밸런싱 종종 효과적이다
  • 반복: 근본 원인(침식, 축적 원인)을 해결해야 할 수도 있습니다.

3. 공기역학적 불안정성

마구간

  • 설계 외 조건에서 블레이드 표면으로부터의 공기 흐름 분리
  • 광대역 진동을 생성하는 무작위 난류 흐름
  • 효율성과 성능 저하
  • 낮은 유량 속도 또는 높은 입구 저항에서 일반적입니다.

급등하다

  • 시스템의 주기적 흐름 반전
  • 매우 낮은 주파수 (< 5 Hz) 심한 맥동
  • 팬과 덕트에 손상을 줄 수 있습니다
  • 제거하려면 시스템 수정이 필요합니다.

4. 구조 및 기계적 문제

  • 느슨한 칼날: 나사 또는 용접이 실패하고 다중 고조파가 발생했습니다.
  • 크랙된 허브: 허브 구조 고장은 치명적일 수 있습니다
  • 마모된 샤프트: 팬 휠이 이동하여 런아웃을 생성합니다.
  • 주택 공명: BPF 또는 고조파에서 공진하는 팬 케이싱 또는 덕트

5. 구동 및 베어링 문제

  • 벨트 구동 문제(마모, 정렬 불량, 장력)
  • 베어링 고장(더럽거나 더운 환경에서 흔히 발생)
  • 커플링 문제(정렬 불량, 마모)
  • 팬 작동에 영향을 미치는 모터 결함

진동 특성

블레이드 통과 주파수(BPF)

주요 팬별 주파수:

  • 계산: BPF = 블레이드 수 × RPM / 60
  • 예: 1200RPM의 12날 팬 → BPF = 240Hz
  • 정상 진폭: 팬 유형에 따라 다릅니다(원심 팬보다 축류 팬이 더 높음)
  • 상승된 BPF: 블레이드 손상, 클리어런스 문제, 공기역학적 문제
  • 배음: 2×BPF, 3×BPF는 블레이드 문제 또는 공진을 나타냅니다.

불균형 (1×)

  • 가장 흔한 고진폭 성분
  • 축적이나 침식으로 증가
  • 균형을 통해 수정 가능
  • 근본 원인이 해결되지 않으면 재발할 수 있습니다.

공기역학적 맥동

  • 마구간: 광대역 증가, 무작위 변동
  • 급등하다: 1~5Hz 심한 맥동
  • 난류: 광대역 저주파(10~100Hz)

팬별 고려 사항

팬 유형 및 결함 패턴

원심 팬

  • 불균형은 가장 흔한 문제입니다
  • BPF는 일반적으로 중간 진폭을 갖습니다.
  • 뒤로 휘어진 블레이드에 빌드업이 흔히 발생합니다.
  • 공정 오염으로 인한 씰 및 베어링 문제

축류 팬

  • 더 높은 BPF 진폭은 정상입니다
  • 블레이드 끝 간격이 중요합니다
  • 공기역학적 불안정성이 더 흔함
  • 교대 공기역학적 하중으로 인한 블레이드 피로

유도 통풍(ID) 팬

  • 플라이애시와 입자로 인한 심각한 침식
  • 재료에 영향을 미치는 고온
  • 부식성 환경
  • 빈번한 리밸런싱이 필요합니다

진단 전략

초기 평가

  1. 베어링의 전체 진동을 측정합니다.
  2. 주요 주파수를 식별하는 FFT 분석을 수행합니다.
  3. 1×(불균형), BPF(블레이드 문제), 베어링 주파수를 확인하세요.
  4. 성능 평가(흐름, 압력)
  5. 접근 가능한 경우 시각적 검사

문제 식별

  • 높은 1×: 불균형 → 균형 또는 팬 청소
  • 높은 BPF: 블레이드 손상, 클리어런스 문제 → 블레이드 검사
  • 광대역: 캐비테이션 또는 정지 → 작동 지점 확인
  • 저주파: 서지 또는 재순환 → 시스템 수정
  • 베어링 주파수: 베어링 마모 → 베어링 교체

예방 및 유지 관리

밸런싱

  • 현장 밸런스 팬 휠
  • 세척 또는 블레이드 수리 후 재조정
  • 조정을 위해 클립온 또는 볼트온 가중치를 사용하세요
  • 참고용 문서 균형추

검사 및 청소

  • 쌓임, 침식, 손상에 대한 정기적 검사
  • 정전 중 블레이드 청소
  • 블레이드 부착 보안 확인
  • 특히 잎 뿌리 부분에 균열이 있는지 살펴보세요.

운영 관행

  • 가능하면 설계 지점 근처에서 작업하세요
  • 극단적인 상황(매우 높거나 매우 낮은 유량)에서 장시간 작동을 피하십시오.
  • 입구 조건 제어(난류 최소화)
  • 침식/부식성 서비스에 대한 보호 코팅 구현

팬 결함은 모든 회전 장비에 공통적인 기계적 문제와 팬 고유의 공기역학적 문제가 결합된 결과입니다. 블레이드 통과 주파수 특성과 표준 진동 분석 기법을 결합하면 산업 시설에서 중요한 공기 이동 장비인 팬의 상태를 효과적으로 모니터링하고 유지 관리 결정을 내릴 수 있습니다.

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