선박용 보조기기 니트릴-부타디엔 고무 씰의 상태 기반 고장 진단을 위한 데이터베이스 및 상태 진단 알고리즘 개발에 관한 연구
저자
이송호(S. H. Lee) ; 김정영(J. Y. Kim) ; 이종직(J. J. Lee) ; 김용진(Y. J. Kim) ; 이태현(T. H. Lee)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
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수록면
56-56(1쪽)
제공처
유청정기(Purifier)는 원심분리 형태로 원유를 정유와 물, 슬러지(Sludge)로 분리하는 장비로, NBR 씰은 유청정기 내부에 위치하여 기기 작동 중 외부의 오염물을 막고 압력 및 유량을 유지하는 역할을 한다. 씰이 열 노화될 경우, 씰의 신장률이 감소하고 제 역할을 수행하지 못하여 장비 고장으로 이어질 수 있다. 이에 본 논문에서는 NBR 씰의 열 노화에 따른 상태 진단을 위한 데이터베이스 구축과 진단 알고리즘 개발에 대한 연구 결과를 소개하고자 한다. 먼저 씰의 해당 고장모드의 판별 기준을 신장률로 설정하고, 아레니우스 방정식을 활용해 가속 환경 조건을 도출하여 씰 노화를 진행하였다. 이후 인장시험으로 인장특성의 저하를 확인한 후, 장비에 장착 및 가동하여 5 종의 고장모사 진단데이터를 취득하였다. 해당 고장에 대한 장비 성능 열화는 온도와 압력, 유량데이터를 이용한 지식 기반 방법을 통해 직접적으로 확인하였으며, 소음 및 진동 데이터를 활용한 데이터 기반 방법을 적용해 상태 진단의 효율 향상을 위한 진단 데이터 특성을 추출하였다. 데이터 분석 시 FFT (Fast Fourier Transform)와 STFT (Short Time Fourier Transform), 그리고 웨이블릿(Wavelet) 변환의 신호처리 기법을 활용하였으며, 혼동 행렬(Confusion Matrix)로 각 방법의 분류 성능을 확인하여 개발된 방법의 적절성을 평가하였다. 본 연구는 향후 자율운항선박 보조기기의 상태 기반 정비뿐만 아니라 고장예지 연구에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
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