와이어로프 사용안전

와이어로프 사용안전

•와이어로프 개요

•와이어로프의 단말가공

•줄걸이 작업요령

• • • • •

• • • •

필 자

강 신 준

한국산업안전보건공단 와이어로프 사용안전

http://www.kosha.or.kr

•와이어로프 개요

•와이어로프의 단말가공

•줄걸이 작업요령

•••••

• • • •

와이어로프 사용안전

h t t p : / / w w w . k o s h a . o r . k r

Contents

목차

2-1. 클립 체결법 12

2-2. 웨지 가공법 13

2-3. 소켓 가공법 14

2-4. 록 가공법 15

2-5. 아이 스플라이스 가공법 16

줄걸이 작업요령 ¹⁷

3-1. 중량물 운반작업시 재해발생 현황 17

3-2. 줄걸이 방법선정 19

3-3. 줄걸이 작업시 안전 포인트 21

3-4. 줄걸이 작업요령 및 안전대책 27

02

03

와이어로프(wire-rope) 개요

01

와이어로프는 양질의 탄소강(C:0.50~0.85)의 소재를 인발한 많은 소선(wire)을 집합하여 꼬아서 가닥(strand)으로 만들고 이 가닥(strand)을 심(core) 주위에 일정한 피치(pitch)로 감 아서 제작한 일종의 구조물(요소)이다.

(1) 와이어로프의 구성

·심 (core) ·가닥 (strand) ·소선 (wire)

(2) 소선의 재료

·탄소강(C : 0.50 ~ 0.85 섬유상 조직)

(3) 심 (core)의 재료

·섬유(Fiber) ·Wire Strand Core (WSC)

·Independent Wire Rope Core (IWRC)

(4) 와이어로프의 표기

6 x Fi (24) x IWRC B종 20mm

strand 구성(소선수)

심강의 종류 종별(소선의 인장강도) rope diameter

rope의 구성(strand 수)

S:스트랜드형 W:워링톤형 Fi:필러형 Ws:워링톤시일형

<그림1> 와이어로프의 구성 심(core)

소선(wire)

가닥(strands)

와이어로프

(strands)가닥

→ →

심선

→

소선(wire)

→

심(core)

→

▶ 단면도

1-2. 와이어로프의 꼬임

(1) 보통꼬임 로프

로프를 구성하는 스트랜드의 꼬임방향과 스트랜드를 구성하는 소선의 꼬임방향이 반대로 된 것으 로 소선의 외부접촉 길이가 짧으며 외측소선이 로프축과 평행하다. 주로 기계, 건설, 선박, 수산 등에 널리 이용되고 있다.

(2) 랭꼬임 로프

로프를 구성하는 스트랜드의 꼬임방향과 스트랜드를 구성하는 소선의 꼬임방향이 동일한 것으로 보통꼬임에 비하여 소선의 외부접촉 길이가 길다.

▶ 와이어로프 꼬임에 따른 비교

보 통 꼬 임 (Regular-lay) 랭 꼬 임 (Lang-lay)

외 관 소선과 로프축은 평행이다 소선과 로프축은 각도를 가진다

· 휨성이 좋으며 밴딩경사가 크다 · 밴딩경사가 적다

장 점 · 킹크(kink)가 잘 일어나지 않는다 · 내구성이 우수하다

· 꼬임이 강하기 때문에 모양변형이 적다 · 마모가 큰 곳에 사용이 가능

단 점 국부적 마모가 심하다 킹크 또는 풀림이 쉽다

용 도 일반 제조 제품 산업용 광산 삭도(索道)용

구 분 꼬 임

<그림2> 와이어로프의 꼬임 방향

Z S Z S

(1) 안전율이란

와이어로프의 공칭강도와 그 로프에 걸리는 총하중의 비를 안전율이라 한다.

그러므로 안전율은 로프사용 수명을 결정하는 중요한 항목이다.

실제 현장에서 사용하는 권상용 와이어로프의 안전율은 다음식에 의해 적용하는 것이 바람직하다.

여기서 절단하중이란 KSD3514(또는 JISG3525) 규정에 따라 선정된 와이어로프 규격에 따라 결정되는 파단 시 하중을 말한다.

절단하중 × Wire Rope 줄수 정격하중(톤) + Hook Block(톤)

절단하중 사용하중

절단하중 안전율 = 사용하중

안전율 =

안전율 =

※

※

(2) 와이어로프의 직경측정

와이어로프의 직경을 측정하는 방법으로는 수직 또는 대각선으로 측정하며, 섬유로프인 경우는 게이지(gauge)로 측정하는 것이 바람직하다.

<그림3> 측정방법 gauge

rope

○ ×

▶ 와이어로프 종류별 안전율

와이어로프의 종류 안 전 율

권상용 와이어로프·지브의 기복용 와이어로프·횡행용 와이어로프 및 케이블 크레인의 주행용 와이어로프 5.0

지브의 지지용 와이어로프·보조로프 및 고정용 와이어로프 4.0

케이블 크레인의 주로프 및 레일로프 2.7

제50조의 운전실 등 권사용 와이어로프 9.0

참고로 산업안전보건법 제34조 검사기준 크레인 제작기준, 안전기준 및 검사기준에 의하면 안전율은 다음과 같다.

1-5. 와이어로프의 점검

(1) 형상변형 상태점검

형상변형 상태를 잘 살펴보고 사진과 같은 손상이 발견되면 교체해야 한다.

1-4. 와이어로프의 교체기준

산업안전보건법 산업안전기준에 관한 규칙에 의하면, 다음의 경우에 와이어로프를 교체해야 한다.

○ 이음매가 있는 것

○ 와이어로프의 한 꼬임(스트랜드를 의미)에서 끊어진 소선의 수가 10% 이상인 것(필러선은 제외)

○ 지름의 감소가 공칭지름의 7%를 초과한 것

○ 꼬인 것

○ 심하게 변형 또는 부식된 것

소선의 이탈 압착 심강의 불거짐 플러스킹크

스트랜드의 함몰 스트랜드의 이탈 마이너스킹크 부풀림

<그림5> 와이어로프의 변형상태

한 꼬임

<그림4> 한 꼬임(Rope Lay)

(3) 파단상태 점검

육안으로 점검하여 소선이 발견되면 주변의 그리이스나 오염물질을 제거하고 정밀점검을 해야 한다.

외측부분 단선

<그림7> 파단상태

스트랜드 사이의 단선

(2) 마모, 부식상태점검

로프의 표면이 마모되어 광택이 나는 부분 또는 붉게 부식된 부분의 그리이스 오염물질을 점검 한다.

·마모 : 소선과 소선의 돌기부분이 마모되어 없어짐

·부식 : 피팅이 발생하여 곰보자국이 형성됨

마모 부식

<그림6> 마모, 부식상태

와이어로프의 단말가공

02

와이어로프는 높은 장력을 반복해 서 받기 때문에 로프의 단말 가공부분 에도 와이어로프와 동일한 영향이 미치게 된다. 따라서 단말가공은 로프와 마찬가지 로 안전과 위험을 동일하게 취급해야 하며, 반 복사용에 의한 피로와 가공방법에 다른 효율 등 을 면밀히 검토해야 한다.

▶ 단말가공 효율

종류 형태 효율

Open

Closed 100%

24mm : 95%

26mm : 92.5%

75~90%

6mm : 90%

9mm : 88%

12mm : 86%

18mm : 82%

75~80%

소켓 (Socket)

팀블 (Thimble)

웨지 (Wedge)

아이스플라이스 (Eye Splice)

클립 (Clip)

2-1. 클립(Clip) 체결법

가장 많이 사용되는 클립 체결 방법 사용시에는 다음과 같은 주의사항을 염두에 두어야 한다.

(1) 클립체결 방법

○ 클립의 새들은 로프의 힘이 걸리는 쪽에 있을 것

○ 클립 수량과 간격은 로프 직경의 6배 이상, 수량은 최소 4개 이상일 것

○ 하중을 걸기 전후에 단단하게 조여줄 것

○ 가능한 팀블(Thimble)을 부착할 것

○ 남은부분을 시이징(Seizing) 할 것

○ 팀블 접합부가 이탈되지 않도록 할 것

○ 클립체결 순서

○ 올바른 클립체결 예

<그림8> 클립체결 예 클립(Clip) 1번 가체결

팀블(Thimble) 쪽 클립(Clip) 체결

팀블(Thimble)쪽에서 두, 세번째 클립 체결

팀블

6d

○

×

←^d ×

→ 1단계

2단계

3단계

2-2. 웨지(Wedge) 가공법

쐐기의 일종으로 쐐기에 로프를 감아 케이스에 밀어 넣어 결속하는 방법

<그림10> 웨지 가공 예

<그림9> 장력 변화의 예 50%

50%

50%

50%

40% 30% 20% 10% 0%

60% 70% 80% 90% 100%

○ 작업이 간편하고 현장에서 쉽게 적용할 수 있는 가공방법

○ 장력을 받는 로프의 방향을 직선이 되도록 유의

○ 로프경에 비해 웨지가 작을 경우 로프형태가 파괴되고 효율 저하

( × ) 잘못된 방법 ( ◦ ) 올바른 방법

클램프 기구(Clamp-Fitting) 웨지 소켓(Wedge Socket)

6-9 diams

2-3. 소켓(Socket) 가공법

와이어로프의 스트랜드를 풀고, 그 스트랜드의 소선을 모두 푼 다음 소켓에 넣어 용융금속을 주입 시켜 가공

(1) 소켓의 고정력

소켓의 고정력은 용융금속의 주입길이와 그 재료의 종류에 따라 영향을 받으나 간단히 산 출 할 수 있는 식은

○ 현수교 등 하중이 크게 걸리는 곳에 주로 사용

○ 정확히 가공하면 효율이 100%

○ 소켓의 종류는 개방형과 밀폐형이 있음

<그림11> 소켓 가공예

고정력 F(kgf) = л·d·L·B·N

d : 소선직경(mm) L : 용융금속의 부착길이(mm), 소켓길이의 3/4 B : 용융금속의 부착력(일반적 0.87Kgf/㎟) N : 로프의 소선수

개방형 소켓(Closed socket)

폐쇄형 소켓(Opened socket)

브릿지 소켓(Bridge socket)

2-4. 록(Lock) 가공법

파이프 형태의 알루미늄 합금 또는 강재의 슬리브에 로프를 넣고 프레스로 압축하여 슬리 브가 로프 표면에 밀착되어 마찰에 의해 로프성질의 손상없이 로프를 완전히 체결하는 방법 이다. 로프의 절단하중과 거의 동등한 효율을 가지며 주로 슬링용 로프에 많이 사용된다.

<그림12> 록 가공예

① ②

③

④

2-5. 아이 스플라이스 가공법

아이 스플라이스(Eye Splice) 가공은 로프의 단말을 링 형태로 가공하는 방법으로 주로 슬 링용 로프에 이용된다.

▶ 가공방법 (1) 감아 넣기

단말부 스트랜드를 로프의 꼬임결 방향대로 꼬아 넣는 방법으로 외관은 로프와 같은 모양이 된다

(2) 엮어 넣기

단말부 스트랜드를 로프 본체의 꼬임 반대방향으로 밀어 넣는 방법으로 가공표면이 바구니처럼 엮여 있는 모양이다

<그림13> 아이 스플라이스 가공예

B : 로프지름의 20배 C : 로프지름의 5배

E : 50mm이하 - 로프지름의 40배 50mm초과 - 로프지름의 50배

D : 로프지름의 약 18배

D : 로프지름의 약 20배

3-1. 중량물 운반작업시 재해발생 현황

(1) 작업 형태별

줄걸이 작업요령

03

계(%) 운반작업 고소작업 기 타 비 고

61(100%) 38(62.3%) 17(27.9%) 6(9.8%)

(단위 : 명)

※ 상기 자료는 크레인 중대재해 61건을 분석한 것임

o 운반작업 : 작업방법 불량, 와이어로프·러그(Lug)파단, 방호장치 기능제거, 위험장소 접근 등 o 고소작업 : 보수·점검 또는 교대시, 신호방법 불량 등

o 기 타 : 전도, 붕괴 등

(2) 발생 요인별

(3) 발생 형태별

(4) 운반작업 재해중 원인별 분석

작업구분 형태 재해발행 주요 요인 사망자수

계 38명(100%)

·달기기구로부터 이탈

15명(39.5%)

·무게중심 위치 부적합

줄걸이 관련작업 (65.9%)

·줄걸이 와이어로프 방치 파단 5명(13.2%)

·부적합한 와이어로프 사용

·설계, 용접 불량으로 러그(Lug) 의 탈락 ^5명(13.2%)

운반작업 ·운전자 실수 또는 시야 방해 ^12명(31.5%)

(31.5%) ·관성으로 운반물과 충돌

훅크해지 장치

·훅크에서 줄걸이 용구가 이탈 ^1명(2.6%)

(2.6%)

작업구분 형태 재해발행 주요 요인 사망자수

낙하 비래 협착

낙하 비래

낙하 비래

충돌 협착

낙하 협착 줄걸이

작업불량

줄걸이 와이어로프

파단

러그(Lug) 파단

작업방법 불량

후크해지장치 불량

계 낙하·비래 충 돌 협 착 추 락 전도·붕괴 감 전 기 타

61 19 11 10 9 4 1 7

o 줄걸이 작업방법 등 중량물 취급, 운반방법 불량(38명, 62.3%) o 크레인 자체의 구조적 결합(23명, 37.7%)

3-2. 줄걸이 방법선정

(1) 1줄걸이

(가) 하물이 회전할 위험 상존

(나) 회전에 의해 로프 꼬임이 풀려 약하게 됨(원칙적으로 적용 금지)

(다) 1줄걸이 시 가능한 아이(Eye)에 슬링(Sling)을 통과시키지 말고, 2줄을 꺾어서 걸면 하물이 안정됨

<그림14> 1줄걸이 방법

○ ×

(2) 2줄걸이

(가) 긴 환봉등의 줄걸이 작업시 활용

(3) 3줄걸이

(가) U자나 T자형의 형상일 때 적합

(나) 3점의 중심위치가 무게중심을 중앙으로 환원주상에 등간격이 되어야 함

(4) +자 걸이

(가) 사다리꼴의 형상 등에 적합

(나) 2본의 로프를 십자형으로 거는데 로프의 간격이 똑같도록 함

<그림15> 2줄걸이 방법

<그림16> 3줄걸이 방법

<그림17> +자 걸이 방법

2줄 달아 올리기

× ○

3-3. 줄걸이 작업시 안전 포인트

인양할 화물의 중심위치를 정확히 잡아줄 것

① 화물의 중량에 따라 슬링(Sling)의 직경을 정함

② 슬링(Sling)의 사용 줄 수를 정함

③ 줄걸이 방법을 정함

<그림18> 중심이 치우친 하물의 로프걸기

1 Point

o 하물의 수평유지를 위하여 주로프와 보조로프의 길이가 다르게 함 o 무게중심 바로 위에 훅크가 오도록 유도

o 좌우 로프의 장력차 주의

주로프각도

↔ ↔

보조로프각도

보조로프

무게 중심 주로프

슬링로프(Sling-rope)에 걸리는 힘이 대칭인가 비대칭인가를 결정

2 Point

<그림19> 줄걸이 예

<그림20> 걸이 방법

중심 중심

작용로프 보조로프

알맞게 감기 3줄걸이

2줄걸이 줄거는 법(hitching)

(a)

비대칭걸이 대칭걸이

P2

T2

중심 T1

중심

P1=P2 T+T2

작용로프에 걸리는 하중 화물두께

보조로프에 걸리는 하중 (a) : 얕게한 것

(b) : 깊게한 것 (b)

슬링로프(Sling-rope)에 걸리는 각도에 따른 장력의 변화에 유의 할 것

▶ 슬링로프(Sling-rope)에 걸리는 각도에 따른 계수표 제시

▶ 2가닥 줄걸이에 따른 각도 변화와 하중

ex) 그림과 같은 각도에서 하중을 걸었을 때 T1의 장력은?

60^○ B 60

40 20

170 150 140 130 120 110 100 9080 70 50 3010

5^○ 10^○ 15^○ 20^○ 25^○ 30○

35○

40○

45_○ 50 55 ○

60 ○

65 ○

70 ○

75 ○

○

80

○

85

○

90○

11.4740 (c) 5.7588 3.8537 2.9238 2.3662 2.0000 1.7434 1.5557 1.4124 1.3054 1.2208 1.1547 1.1034 1.0562 1.0353 1.0154 1.0038

1.0000

30^○

60^○

90^○

120^○ 150^○ 1000kg

90^○

d

1000kg 60^○

ex. T1 ?

T1

ω 2 cos θ

2

=

1000

2 cos^60○

2

= 500 cos30^○

500 3

2 = 577.3kg

√

75^○ 60^○ 45

○

30

○

15

○

500kg

517kg 577kg

707kg 1000kg

1932kg

▶ 슬링로프(Sling-rope)의 각과 길이가 서로 다른 슬링로프(Sling-Rope) 1줄의 장력변화 화물의 중심이 비대칭인 경우의 화물을 인양시에 많이 일어나는 현상

즉, F1에 걸리는 인장하중이 5.69ton, F2의 하중이 4.31ton이므로 안전율을 곱한 후, 인장 하중이 많이 걸리는 쪽을 택해 와이어로프를 선택한다.

ex) 하중 W= 100ton Sinα= 20°

Sinβ= 15°일 때, F1과 F2 걸리는 인장하중은?

먼저, Sinα, β값을 삼각함수표에서 찾아 적용공식에 대입하면

적용공식 :

F₁= = = 5.69ton (0.3420+0.2588)

10×0.3420

0.6008 3.42 F₁=

Sin(α+ β) W·Sinα

F₂=

Sin(α+ β) W·Sinβ

F₂= = = 4.31ton (0.3420+0.2588)

10×0.2588

0.6008 2.588

각 도 값 각 도 값

(α·β) (sin) (α·β) (sin)

0 0.0000 50 0.7660

5 0.0872 55 0.8192

10 0.1737 60 0.8660

15 0.2588 65 0.9063

20 0.3420 70 0.9397

25 0.4226 75 0.9559

30 0.5000 80 0.9848

35 0.5736 85 0.9967

40 0.6428 90 1.0000

45 0.7071

다음과 같은 약식이 준용되므로 활용할 것

끝으로 훅크에 Sling을 중심에 거는 것을 원칙으로 하고 있으나 걸리는 조건 및 환경 등에 의해 그림과 같이 걸리는 경우에도 훅크의 하중변화에 영향을 줌

줄걸이 작업에 사용하는 후킹(hooking)용 바(bar)의 지름은 와이어로프 직경의 6배 이상을 적용 할 것

4 Point

6d 100%

100% 88% 79% 71% 41%

안전하중 N = 0.2 × a B·H²

여기서 W = tf B = ㎝ H = ㎝ a = ㎝

1d 50%

d

a

B

H

W

줄걸이 작업을 하는 작업자는 자체적으로 줄걸이 작업요령 등 운반작업안전 교육을 받은 자가 작업해야 함

중량물을 인양, 운반하고자 하는 중량물의 중량을 예상관측 및 계산하여 정확한 중량을 확 인하고 실시해야 함

(1) 목측방법

비중에 의해 목측으로 확인한다 (2) 중량계산법

중량 = 체적 × 비중

(3) 1m당(단위 길이당) 중량계산

줄걸이 작업에 필요한 줄걸이 보조용구는 충분히 준비되어 있을 것

예) 사클, 클립 등

7 Point

6 Point

5 Point

(1) 줄걸이 작업자의 마음자세

(가) 복장을 단정하게 하고, 안전보호구 등을 착용한다.

(나) 작업내용 작업방법 등을 Tool Box Meeting을 통해 확실히 한다.

(2) 정격하중 및 작업하중을 확인

<그림26> 정격하중 확인

<그림24> 작업자의 복장 <그림25> Tool Box Meeting

○ ×

크레인 운전자

줄걸이 작업자

신호자

(3) 중량물의 중량을 목측으로 판단하고 중심위치를 확인

(4) 줄걸이 용구 및 보조구의 선정

<그림27> 화물의 중량 확인

<그림28> 줄걸이 용구 및 보조구

o 하물의 질량, 중심, 형상, 권상위치, 리프팅 빔 등을 확인 o 하물의 보호에 대한 줄걸이 방법 검토

o 최적의 줄걸이 용구와 보조구(보호구) 선정

o 중심위치를 고려

o 줄걸이 와이어로프가 미끄러지지 않도록 o 하물이 미끄러져 떨어지지 않도록 o 각이 진 하물은 보호대 사용

중심위치를 고려 줄걸이 와이어로프가

미끄러지지 않도록

화물이 미끄러져 떨어지지 않도록

각이 진 화물은 보호대를 사용

(5) 하물의 줄걸이 요령

<그림29> 줄걸이 요령

·질량

·중심

·크기

·재질

·수량

·특수성 - 고열물 - 액체 - 유해물질 - 강성제 - 손상되기 쉬운것

운반물

<줄걸이 용구>

·종류, 형식

·용량

·부피

·길이

·개수

<보호구>

·하물의 보호

·용구의 보호

<보조구>

·받침대

·크기

·개수

·강도

·유도로프 용구의 선정

·와이어로프

·섬유 벨트

·체인

·체인 블록

·클램프

·학카

·샤클

·아이볼트

·균형추 줄걸이 용구

<매다는 방법>

·줄걸이 방법 - 묶는 방법 - 감는 방법

·매다는 위치

·매다는 각도

·하중분포

·용구의 접촉개소

·반전방향 - 중심의 변위 - 지지위치

·용구의 미끄러짐 용구의 사용법

·용량(주권/보권)

·리프팅 빔

·사용제한 사용 크레인

·장애물

·내릴 곳

·받는 곳 운반경로, 운반할 곳

➜ ➜ ➜

➜ ➜ ➜

(6) 훅크에 걸 때의 주의사항

o 훅크해지장치 기능확인

o 훅크의 안쪽에 있는 와이어로프부터 순서에 맞게 o 매다는 각도는 60°이하로

<그림30> 훅크에 걸때의 주의사항 60。

<그림31> 줄걸이 작업자

운반작업 중에서 가장 신중하여야 할 단계로, (가) 작업자의 위치, 자세, 행동 확인

(나) 줄걸이 상태의 확인 및 수정

<그림32> 권상시 1차확인

<그림33> 권상이동

2m

(8) 미동권상, 지상에서 떨어진 후에 일단정지

매단 하물이 지상에서 약간 떨어지면, 매단 하물의 안전성 및 줄걸이 상태를 재확인한 다.(20cm 이내의 높이에서 확인)

(가) 줄걸이 상태의 확인 및 수정

(9) 권상이동

권상이동 시 장애가 될 것은 없는가 확인하고 이동한다.

10~20㎝

음 권하한다.

(가) 받침목의 상태 확인

(나) 둥근 물건은 구름방지를 위해 쐐기 사용

(11) 훅크의 권하, 줄걸이 로프 분리

줄걸이 로프를 분리하기 쉬운 위치까지 훅크를 권하한다.

(가) 크레인 등으로 줄걸이 로프를 잡아당겨 빼지 말 것

<그림34> 화물의 착지

<그림35> 줄걸이 로프 분리

(12) 작업종료, 정리정돈

줄걸이 로프의 정리정돈까지 끝내는 것을 작업이 완료되는 것으로 하고, (가) 운전자에게 반드시 종료신호를 보낸다.

(나) 줄걸이 로프, 보조용구는 반드시 정해진 장소에 보관한다.

전화번호 :

1644-4544

팩스번호 :

1644-4549

이 자료는 근로자의 산재예방을 위한 자료입니다.

공단 홈페이지(www.kosha.or.kr)에서 다운로드 받을 수 있습니다.

인천광역시 부평구 무네미로 478 (구산동 34-4) Tel : 032)5100. 500 Fax : 032)502. 0049

고객불편신고 대 표 전 화

와이어로프 사용안전

주소_ (403-711)인천광역시 부평구 무네미로 478 (구산동 34-4) 고객불편신고 대표전화_ ☎1644-4544 Fax 1644-4549 http://www.kosha.or.kr