석유 및 가스 산업용 베어링 향상

  • 스토리

    2016 5월 05, 14:00 CEST

    SKF의 새로운 디자인이 적용된 테이퍼 롤러 스러스트 베어링은 탑 드라이브의 신뢰성을 향상시켜 준다고 SKF의 비즈니스 개발 매니저 Roland Muttenthaler는 밝히고 있습니다

    스웨덴 고텐버그, 2016년 5월 5일: 석유 및 가스 산업에서는 신뢰성이 성공의 핵심입니다. 장비 또는 구성품 고장으로 인해 발생하는 예상치 못한 다운타임은 해안 및 연안 부문 모두에서 막대한 비용을 초래합니다.

    미국의 규제에 따르면 석유 및 가스 산업에서 사용되는 장비에는 5년마다 유지관리를 실시해야 합니다. 업계의 운영자들은 장비가 5년 정도 지속되기를 희망합니다. 그러나 가혹한 조건과 극단적인 환경으로 인해 5년이 되기 훨씬 전에 정비가 필요합니다. 일반적으로 몇 년이 지나면 대대적인 정비가 필요합니다.

    SKF는 석유 및 가스 업계에서 사용하기에 적합하도록 여러 제품에 최적화를 실시했습니다. 최근에 이루어진 한 예로는 탑 드라이브용 테이퍼 롤러 스러스트 베어링의 개선으로, 이로 인해 정비 간격을 연장할 수 있으며 비용을 절감할 수 있습니다.

    탑 드라이브는 굴착 장비의 일부를 형성하는 핵심적인 메커니즘으로, 엄청난 힘을 생성합니다. 이로 인해 내부 메인 스러스트 베어링은 높은 충격 부하, 축방향 부하, 그리고 샤프트 및 하우징 굴절 등과 같은 극단적인 조건을 견뎌야 합니다. 동시에 높은 하중과 낮은 속도, 극단적 온도는 윤활 상태를 한계 상황으로 만들어 조기 마모를 발생시킵니다.

    SKF가 다시 설계한 테이퍼 롤러 스러스트 베어링은 위의 문제를 보다 잘 극복할 수 있으며, 이를 통해 탑 드라이브의 성능과 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 오늘날 굴착 장비는 과거 어느 때보다 깊게 굴착하고 있으며, 이로 인해 장비가 가혹한 조건에서 작동해야 한다는 점을 감안하면 이는 매우 중요합니다. 고장의 주요 원인 중 하나는 기어박스에 대한 과도한 충격 하중으로, 새로운 베어링은 이에 대한 저항을 제공하도록 설계되었습니다.

    외부 디자인

    베어링의 외관에는 변화가 없습니다. 사실 이 제품은 여러 경쟁 제품과 매우 유사하게 생겼습니다. 그러나 중요한 점은 디테일입니다. 첨단 시뮬레이션을 통해 SKF는 내부 구조에 대한 정밀 조정을 실시했으며, 이로 인해 가장 높은 부하 등급을 제공합니다.

    대표적인 요소 하나는 새로운 케이지 디자인입니다. 표준 황동 케이지 대신 핀 타입 케이지를 사용하면 베어링 내부에 더 많은 롤러를 적용할 수 있으며, 따라서 더 큰 하중을 견딜 수 있습니다. 그러나 많은 고객의 경우 황동 케이지로도 충분합니다. 핀 타입 케이지는 극단적인 용도를 위한 것이기 때문입니다.

    다른 주요 디자인 변경으로는 로그함수형 프로파일 최적화로, 이는 각 롤러를 따라 하중 배분의 균형을 유지합니다. 롤러는 서로 거의 동일하게 설계되었으며, 이로 인해 단일 롤러에 가해지는 스트레스 최대치가 감소되었고 소음과 진동이 줄었습니다.

    디자인 변경이 새로운 베어링 성능 향상의 핵심 요소이긴 하지만 일부 제조상의 변경도 중요한 역할을 합니다. 다른 종류의 코팅을 사용하여 표면 마감을 향상시키면 베어링이 극단적인 작동 상황에서 한계 윤활의 부정적 영향을 견딜 수 있도록 해줍니다. 굴착은 -40°C (-40°F)에서 이루어지는 경우가 많으며, 이는 윤활유의 점도를 높일 수 있는 온도입니다. 이러한 점이 높은 하중과 결합하면 올바른 윤활에 부정적인 영향을 주어 베어링 손상이 발생할 수 있습니다. 첨단 표면 처리는 윤활유의 효과를 극대화하며, 이를 통해 베어링 접점의 과도한 마찰과 손상을 감소시킵니다.

    성능 향상이 표준 품질의 SKF 강철을 사용하여 이루어졌다는 점도 중요합니다. 경쟁사의 경우 유사한 성능 개선을 위해 향상된 스펙의 재질을 사용해야 하기 때문입니다.

    SKF는 새로운 베어링 디자인 개발에 상당한 시간을 사용했습니다. 이는 현장에서 사용되어온 SKF 베어링 분석으로 시작되었습니다. 이는 제품에서 발견한 모든 마모 패턴을 이해한 후 이를 극복하기 위한 노력의 일환이었습니다. 이후 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 개선된 디자인의 모델링이 실시되었습니다. 최적화 및 개선이 적용된 디자인은 시뮬레이션 툴과 현장 테스트를 거쳐 검증되었습니다.

    이들 새로운 테이퍼 롤러 스러스트 베어링 이외에도 SKF는 OTC 2016에서 두 가지 다른 중요한 베어링 혁신을 제시할 예정입니다. 하나는 Kaydon 회전 링 베어링이며, 다른 하나는 센서 베어링 유닛입니다. 둘 모두 탑 드라이브용으로 적합한 제품입니다.

    Kaydon 회전 링 베어링은 탑 드라이브 기어박스의 하부에 고정된 파이프 처리 시스템에 사용할 수 있습니다. 여러 OEM은 표준 베어링을 사용하는 '맞춤식' 버전을 만들고 일부 톱니 기어를 추가하여 비용을 절감합니다. 더 나은 솔루션은 통합된 기어가 있는 회전 링 베어링을 사용하는 것으로, 이를 통해 파이프 처리기의 고장을 감소시킬 수 있습니다.

    동시에 탑 드라이브 모터에 센서 베어링 유닛을 사용할 수 있습니다. 이 제품은 원래 철도 산업에서 사용되었으나 탑 드라이브용 버전을 포함하여 석유 및 가스 산업용으로 적용되었습니다. 단일 유닛이 베어링과 엔코더를 대체하며, 따라서 보다 소형이고 견고합니다.

    탑 드라이브는 모든 석유 및 가스 산업의 운영에 핵심적인 부분입니다. 이들 베어링 혁신처럼 성능 향상을 제공할 수 있는 모든 것은 다운타임을 줄이고 신뢰성을 향상시키는 데 기여합니다.

    Aktiebolaget SKF
    (publ)

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    보도 자료: Nia Kihlström, +46 31-337 2897, +46 706 67 28 97, nia.kihlstrom@skf.com

    SKF는 베어링, 씰, 메카트로닉스, 윤활 시스템과 기술 지원, 유지보수, 안정성 서비스, 엔지니어링 컨설팅과 교육을 망라한 서비스를 제공하는 데 있어 세계적 선도기업입니다. SKF는 전 세계 약 130여 개국에 진출해 있으며, 17,000여 개의 지역대리점을 보유하고 있습니다. 2015년도 연간 매출액은 759억 9700만 스웨덴 크로나이며 직원 수는 46,635명입니다. www.skf.com

    ® SKF는 SKF 그룹의 등록상표입니다.

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