A Study on Optimal Inspection Interval for the Major Components of Construction Lift

1. 서론

1.1 연구의 배경 및 목적

최근 초고층 건축물의 증가로 그에 따른 양중계획 및 양중 장비의 효율적 관리에 대한 관심이 증대되고 있다. 이중 폭넓 게 사용되고 있는 전동 호이스트, 크레인 등은 작업자의 무 리한 중량물 이송으로 인한 낙하사고, 부품의 교체주기를 지 키지 않아 발생하는 부품의 고장 등으로 근로자의 산업재해 발생빈도가 높게 나타나는 건설기계이다. 이로 인한 경제적, 사업적 손실은 연간 9천억원에 이르고, 산업재해 발생률이 0.51%로 선진국에 비해 턱없이 높아 생산성 저하를 가져오는 요인이 되고 있다(안병주 2001). 이와 같이 리프트로 인해 제

기되는 각종 문제점들에 대한 개선 노력이 요구되고, 관련 규 정 및 지침 제정 등의 기준이 매우 부족한 실정으로 체계적인 관리가 요구되고 있다.

현재 건설공사에서의 리프트 유지관리는 체계적인 관리 없 이 영세한 하도급 업체에 의하여 이루어지고 있고, 현장 관리 자의 경험에만 의존한 비과학적 관리로 인해 부품의 하자가 빈번하게 발생하고 있다. 또한 양중장비와 관련하여 표준화 된 관리지침 및 소모성부품의 체계적인 교체시기 등이 마련 되지 않아 리프트 관리에 대한 지도 및 검사의 기준이 미비한 상태이다. 또한 건설용 리프트는 안전 측면에 있어서 정기점 검이나 고장에 대비하는 것이 대단히 중요하나 현장설치기간 에 따른 일률적인 정기검사를 수행하고 있다. 이는 리프트 개 별 부품의 사용시간과 부하조건 등에 따라 그 수명이 달라질 수 있기 때문에 실효성이 매우 떨어지는 유지관리 방법이라 고 할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하고 사 용자 편의성과 안전성을 증대시키기 위한 유지관리 방안으로 써, 센싱 기술을 활용하여 리프트의 실제 사용시간을 측정하

건설용 리프트의 운행정보 및 고장데이터 분석을 통한 주요 부품별 점검주기 산출 연구

소지윤¹·배재훈¹·한충희¹·이준복^*

1경희대학교 건축공학과

A Study on Optimal Inspection Interval for the Major Components of Construction Lift

Soh, Jiyune

, Bae, Jaehoon

, Han, Choonghee

, Lee, Junbok

1Department of Architectural Engineering, Kyung Hee University

Abstract :

One of recent concerns for super-tall buildings is how to manage hoisting plans and equipment efficiently.

Disasters are frequently occurred in relation to electromotive hoists and cranes which are commonly used in construction sites. For construction lifts, particularly, it is highly important to conduct regular inspections or prepare against breakdown in terms of safety. However, unfortunately the reality is that regular inspections are only flatly conducted according to operating hours only. A lift, whose life span is subject to the complicated considerations such as operating hours, loading condition, and the like of each component, is far too invalid as a means of maintenance.

As a way to resolve this problem and improve its convenience and safety for users, this study intends to calculate individual inspection interval for the main components of lifts by measuring their actual operating hours with sensing technology and analyzing their historical data. The findings of study include calculation of inspection intervals for the main components of lifts and classification of components to check by the actual operating hours of lift (40, 90, 130, 400 hours), which are drawn up into tables. This will make an opportunity to suggest efficient maintenance measures by enabling prevention of safety accidents and enhancement of safety for workers. Also, it will lead to increasing productivity of works by eliminating sources of delaying the term due to the breakdown of lifts.

Keywords :

Construction Lift, Lift Maintenance, Sensing, Safety Management, Lift Inspection Interval

* Corresponding author: Lee, Junbok, Department of Architectural Engineering, Kyunghee University, Yongin-si 446-701, Korea E-mail: [email protected]

Received July 31, 2014: revised April 6, 2015 accepted Apri 10, 2015

고 그에 따른 고장데이터를 분석하여 리프트의 주요 부품들 에 대한 개별 점검주기를 산출하는 것을 목적으로 한다.

1.2 연구의 범위 및 방법

본 연구에서는 리프트의 사용 및 관리가 공정관리를 위해 매우 중요한 요인으로 작용하는 고층 건설공사의 고속형 리 프트를 대상으로 하였으며, 리프트의 운행정보 데이터는 리 프트 모니터링 기술을 통해 센싱되는 운행정보로 한정한다.

Fig. 1. Research Methods and Procedure

연구의 방법 및 절차는 Fig. 1과 같다. 1)리프트 안전관리 관련 이론적 고찰을 실시하고, 2)전문가 설문을 통해 실제 리 프트의 관리현황 및 주요 관리대상을 조사하여 정기점검이 요구되는 주요 부품을 선정한다. 3)선행연구로 개발한 리프 트 모니터링 시스템을 통해 수집되는 리프트 운행정보 데이 터 및 해당 리프트의 고장 데이터를 분석하여 실제 사용시간 에 따른 부품의 점검 주기를 도출한다. 4)산출된 부품의 점검 주기를 토대로 리프트 부품별 점검리스트를 작성하고, 리프 트 관리를 위해 사용되고 있는 리프트 점검주기와 비교하여 연구결과를 검증한다.

2. 리프트 안전관리

현재 우리나라에서 사용하고 있는 산업 안전기준은 안전보 건공단의 안전보건기술지침이다. 이 지침은 전체 산업의 산 업재해 예방을 위한 만들어진 기술기준으로 정립하여 적용한 것으로 각 산업별 세부 분야에 대한 기술별 지침을 코드로 체 계화하여 작성한 것이다. 리프트를 포함한 모든 기계 설비는 KOSHA - CODE¹⁾에서 정해 놓은 제작 설치 작업 기준을 준 수해야 한다.

국내의 건설 리프트 관리 시 안전성 확보에 대한 기준은 산 업안전보건법령에 재정 되어 있으나 건설기계 중 리프트 기

술지침의 내용은 O-8-2004 리프트 피니언 축 초음파 탐상 시험에 관한 기술지침, M-32-2000 리프트 제작 기준 및 검 사기준에 대한 지침, M-2-2001 인화공용 리프트 주변 방호 선반에 관한 기술지침, C-13-2005 건설기계 표준안전 작업 지침 이렇게 크게 5가지 이고 그에 대한 내용은 Table 1과 같 다. 이는 또 다른 양중장비인 크레인의 320여 가지 기술 지침 에 비해 매우 빈약하며 간략하게 되어 있는 실정이다(안전보 건공단 2005).

Table 1. KOSHA -CODE Standard

Standards of KOSHA-CODE

■ Technical Guidelines for Ultrasonic Testing of Pinion Axis of Lift ■ Standards of Manufacture, Safety and Inspection of Lift ■ Working Guidelines for Safety of Construction Equipment ■ Standards for Overload Indication and Prevention Devices ■ Toe Plates around Lift for both Persons and Cargo

Table 2의 현행 리프트 유지관리 관련 법률에는 “산업 안전 보건법 제36조 제2항 안전검사 매2년마다 1회 실시”, 시행규 칙의 “리프트 소유자, 관리주체가 매월 1회 이상 실시(권장)”

라는 정기적인 안전검사 기간만 명시되어 있으며, 부품별 세 부 점검내용 및 방법 등에 관한 기준이 매우 부족하다는 것을 알 수 있다. 이러한 부족한 리프트 관련 관리 지침은 향후 건 설 재해를 유발하는 원인이 될 수 있다.

Table 2. Lift Maintenance Regulation by the Occupational Safety and Health Act.

Clause 3, Article 72 of the Occupational Safety and Health Act.

■ As-built Test: Prior to service after installation of lift ■ Safety Test: Every two years

■ Self Test : Every month by the managing subject such as the lift owner (recommended)

⇨ If one conducts no safety test of dangerous machinery, tools, and equipment, violates the relevant standards of safety test, or maintains no record or falsely drawn-up record of safety test, one shall be charged with penalty under 10 million won. (Clause 2, Article 36 and Clause 3, Article 72 of the Occupational Safety and Health Act.

건설기계와 관련된 대부분의 재해는 운전자와 사용 근로자 의 안전수칙 미준수가 주원인이지만, 장비 자체의 고장으로 인한 재해발생의 비율도 높아지고 있다. 이를 보완하기 위해 서는 장비사용 전에 장비의 정비상태를 파악하고, 장비에 대 한 정기 점검 및 부품 관리를 충실히 해야 한다. 또한 점검 대 상과 시기를 선정, 관리 방법 등을 수립하고 관리 책임자 및 운전자에게 이 모든 사항을 주지시킴으로써 사전에 위험을 예방할 수 있도록 하는 것이 요구된다.

1) 안전보건공단(Korea Occupational Safety & Health Agency)에서 개발한 산업안전보건기준 및 지침에 대한 8개 분야별 표준분류코드 를 지칭함.

2.2 리프트 관련 재해현황

2014년 안전보건공단에서 발표한 산업재해현황 통계에 의 하면 산업재해로 인한 사망자는 1,929명이었고, 그 중 건설 산업 관련 재해 사망자는 총 567명으로 전체 산업의 29.4%를 차지하고 있다. 건설 산업은 모든 산업 분야 중 가장 많은 재 해 사망자를 발생시키는 분야이다(고용노동부 2014).

Fig. 2. The Current Status of Industrial Disasters

각 업종의 산업 재해자수는 2010년 이후로 감소하고 있는 반면 건설 산업에 의한 재해자수는 점차 증가하고 있는 추세 이다. 전체 산업의 재해 현황을 보면 2010년부터 재해율(노 동자수 대비 재해자수)이 감소하고 있으나, 그와 반대로 건설 산업에 의한 재해자수 및 재해율은 2009년 이후 지속적으로 증가하였다. 또한 리프트 관련 재해 사망자 수는 매해 1건 이 상 나타났으며, 건설업의 재해 사망자 수의 증가와 함께 증가 하는 것을 알 수 있다. 그 상세 내용은 Table 3과 같다. 이를 통해 건설업의 사고위험도가 타 산업보다 높게 나타났으며, 리프트 관련 안전사고의 예방을 위해 체계적인 안전관리 방 안의 개발이 요구된다.

Table 3. Death Toll Status of Construction Industry

Year

Total Industrial Death Toll Death Toll in Construction

Industry Death Toll by Lift Accident Total Death

Toll

Accident

Rate Total Death Toll

Accident Rate 2009 97,821 2,181 0.70 20,998 606 0.65 1 2010 98,645 2,200 0.69 22,504 611 0.70 2 2011 93,292 1,860 0.65 22,782 543 0.74 1 2012 92,256 1,864 0.59 23,349 496 0.84 2 2013 91,824 1,929 0.59 23,600 567 0.92 3

3. 건설용 리프트 관리 부품 도출

리프트 유지관리 방안의 세부 관리 부품 선정을 위하여 전 문가 설문 및 실제 현장의 리프트 고장현황을 조사하여 그 데 이터를 분석하였다.

3.1 전문가 설문

본 설문의 목적은 고층 건축물의 리프트 관리 현황을 조사 하고 리프트 유지관리를 위한 주요 점검 대상을 도출하는 것 이다.

설문 시기는 2014년 5월부터 6월까지 인터넷 설문과 방문 설문을 함께 실시하였다. 고층 건물의 양중장비 관리 업무와

관련이 있는 현장 실무자, 양중지원 기술팀장, 양중장비 대여 전문 업체의 실무자 등 총 15명(직접면담 8명, 인터넷설문 7 명)을 대상으로 설문을 실시하였고, 응답자는 10명(직접면담 8명, 인터넷설문 2명)으로 67%의 응답률을 나타냈다. 그 상 세내용은 Table 4와 같다.

Table 4. Target Respondents and the Term of Survey

Classification Construction Site Companies Specializing in Lift and Related Businesses

Respondents 5 5

Target Respondents

The on-site staff in charge of lifting works and lifting equipment management for high-rise

construction The Term of Survey May to June in 2014

설문지 내용은 리프트 관리 실태를 조사하기 위한 질문과 리프트 관리를 위하여 주요 부품 선정에 관한 질문으로 구성 하였다. 응답자의 편의를 위하여 리프트의 부위를 구분하였 고, 각 부위에 해당하는 부품을 설문의 보기로 작성하였다.

산업안전보건법 시행규칙 및 한국산업안전보건공단의 건설 용 리프트 안전관리 및 검사에 대한 내용을 참조하여 리프트 의 주요 부위를 운반구, 마스트, 기계장치, 방호장치 등 총 4 개로 구분하고 그에 따른 부품 목록을 작성하였다. 또한 그 세부 부품들에 대하여 리프트 구동 및 관리를 위한 주요부품 이 무엇인지에 관한 질문을 통해 설문응답자가 주요 부품으 로 생각되는 것을 복수선택이 가능하도록 하였다. 그 설문결 과를 분석하여 점검부품을 선정하였다.

3.2 설문결과 분석

건설용 리프트 고장현황 및 관리 실태를 설문한 결과, 리프 트 관리를 위한 주요 부품에 대한 응답자의 선택은 35%로 승 강로를 포함한 방호장치가 가장 높게 나타났으며, 그 다음으 로는 기계장치, 운반구, 마스트 순으로 높게 나타났다. 마스 트는 리프트 구동 시 매우 중요한 부위이며, 고장률 또한 높 기 때문에 일상 점검이 잘 이루어져야 하는 부위라고 할 수 있다. 그 분석 결과를 그래프로 나타내면 그림 3과 같다.

Fig. 3. Formation of Survey Responses by Parts of Lift

설문결과 분석을 통해 리프트 운행과 밀접하게 관련된 부 위별 세부 주요 부품을 도출하였다. 네 개로 구분된 리프트 부위별로 설문응답을 분석한 결과는 다음 Fig. 4,5,6,7과 같 으며, 응답자의 대답이 최소 1건 이상 나타난 부품을 대상으 로 부품별 응답자 수를 그래프로 나타냈다.

Fig. 4. Responses for Main Components of Mast

Fig. 5. Responses for Main Components of Cages

Fig. 6. Responses for Main Components of Mechanical Devices

Fig. 7. Responses for Main Components of Protection Devices

Table 5. Selection of Main Components of Lift

Part Component

MAST

BOLT, NUT OIL TROLLEY FRAME

RACK GEAR PINION GEAR WALL TIE

BASE ANCHOR BOLT (BASE UNIT) MAST

CAGE

SAFETY DOOR CAGE FOOT PLATE CAGE ASSEMBLY EXIT DOOR LOCKER

MECHANICAL DEVICE

REDUCER MOTOR WIRE ROPE GUIDE ROLLER

DOOR MOTOR BRAKE

LOAD LIMITER-CONTROLLER CONTROL PANEL

INVERTER TRANSFORMER

PROTECTION DEVICE

BRAKING DEVICE FOR OVER SPEED BUFFER SPRING

UPPER & LOWER RETARDATION DEVICE UPPER & LOWER LIMIT DEVICE

3P POWER CUT SWITCH OVERRUN STOPER

SAFETY DEVICE OVER LOAD LIMITER DOOR INTERLOCKING DEVICE

EMERGENCY STOP S/W ENCLOSURE

ENCLOSURE DOOR INTERLOCKING DEVICE

위와 같은 방식으로 리프트 부위를 4가지로 구분하여 현장 에서의 리프트 관리를 위한 주요 부품을 선정하였다.

각 부의 점검 부품은 마스트 8개, 운반구 5개, 기계장치 10개, 방호장치 12개로 선정되었다. 운반구의 점검부품 중 Cage는 Cage 및 그에 속한 세부 부품인 Cage Bolt 등의 부 품들을 포함시켜 Cage로 나타냈으며, 기계장치의 감속기 (Reducer)는 감속기 및 감속기에 속한 웜기어, 베벨기어를 포 함시켜 하나의 점검 대상 부품으로 보았다. 이와 같이 어느 한 부품에 종속되는 상세 부품들은 함께 묶어 구분하였다.

이와 같이 선정된 부품들을 리프트 점검을 위한 주요 부품 으로 도출하였다. 이를 바탕으로 리프트 점검 리스트를 작성 하고, 그에 따른 고장데이터 분석을 통해 부품별 점검시간을 산출할 것이다.

3.3 리프트 고장데이터 분석

현장의 리프트 관련 A/S 발생 데이터는 대형 건설사업의 리프트 관리 업체로부터 수집하였다. 여러 현장 중 고속형 리 프트를 사용하는 15층 이상의 건설현장 30여개 중 4장에서 언급되는 모니터링 시스템이 부착 되어 운행 정보를 동시에

수집할 수 있는 프로젝트를 우선으로 하여 5개 현장에 대한 데이터를 분석하였다. 리프트는 총 20대이고 리프트의 종류 는 고층 공사에서 주로 이용되는 고속형 리프트로 한정하였 다. 리프트 모니터링 시스템이 부착된 동일한 현장에서 고장 데이터를 수집한 기간은 90일이다. 그 상세 내용은 Table 6 과 같으며, 엑셀파일로 작성된 고장 데이터의 예시는 그림 8 과 같다.

Table 6. Summary of Breakdown Data Research by Sites

Site Name A B C D E

Lift Type

High-Speed (KNFL-3045T)

High-Speed (SS-3045S)

High-Speed (MS-2545T)

High-Speed (KNFL-3045T)

Days to

Survey

Nos. of Lift

Breakdown

Frequency

Total

Fig. 8. Examples of Breakdown Data

앞서 3.2절의 설문 분석에서 나온 리프트 4개의 부위를 기 준으로 부위별 고장 횟수와 각 부위별 고장 분포를 분석하였 다. 분석데이터 전체의 총 고장 횟수는 202회이고, 그 데이터 를 35개의 부품들에 대하여 고장률을 산출하였다. 그 결과는 Fig. 9,10,11,12와 같다.

Fig. 9. Analysis of Breakdown Frequency for Main Components of Mast

Fig. 10. Analysis of Breakdown Frequency for Main Components of Cage

Fig. 11. Analysis of Breakdown Frequency for Main Components of Mechanical Devices

Fig. 12. Analysis of Breakdown Frequency for Main Components of Protection Devices

부위별 고장률 분석결과를 리프트 가동시간과 연계하여 리 프트의 실제 가동시간에 따른 고장발생 빈도를 산출할 수 있 도록 하였다. Table 7은 실제 현장의 고장횟수 및 고장률을 상위 3가지를 나열한 표이다. 고장이 빈번히 발생하는 만큼 집중적인 관리가 필요한 부품들을 파악하기 위하여 리프트 고장률에 대한 빈도가 높은 부품을 작성하였다.

Table 7. Main Components by Parts of Lift

Division Part Failure Times

CAGE

RACK GEAR 21

WALL TIE 13

TROLLEY FRAME 13

MAST

SAFETY DOOR 10

CAGE 6

FOOT PLATE 6

MECHANICAL DEVICE

REDUCER 15

INVERTER 9

MOTOR 6

PROTECTION DEVICE

ENCLOSURE 8

DOOR INTERLOCKING DEVICE 6

OVER LOAD LIMITER 5

3.2절의 설문 분석 결과에서 나타나는 부품별 응답자수가 많은 순서와 본 절의 고장데이터 분석 결과의 부품별 빈도 가 높은 순서에는 차이가 나타났다. 예를 들어, 낙하방지장치 의 경우 Fig. 7에서 보는 바와 같이 주요 부품의 설문결과에 서는 설문 응답자의 선택 빈도수가 매우 높게 나타났다. 그러 나 Fig. 12의 실제 고장 데이터의 분석 결과 고장빈도는 매우 낮게 나타나 설문 결과와는 상이한 것을 알 수 있다. 이는 낙 하방지장치가 리프트 운행에 있어서 매우 중요한 부품이기는 하나 리프트 자체의 고장으로 낙하가 발생할 경우에만 사용 되므로 리프트 구동 시 빈번하게 사용되지 않기 때문에 고장 발생빈도는 낮게 나타났다.

실제 고장 빈도가 높은 부품들은 사용빈도가 높은 부품에 서 많이 발생하였으며, 인버터, 로드리미터 등과 같이 전자 장치의 오류가 빈번하게 발생하여 점검이 자주 요구되는 부 품들이 그에 해당되는 것을 알 수 있다. 이를 통해 고장이 빈 번히 일어나는 부품과 안전에 밀접한 부품과의 차이를 파악 하고 관리 시 효과적인 관리를 할 수 있다.

고장이 많이 발생하는 부품을 바탕으로 점검리스트의 대상 을 선정하였고, 리프트 고장 발생 데이터 분석을 통해 각 부 품에 대한 점검시기를 산출할 것이다.

4. 리프트 운행정보

4.1 리프트 모니터링 시스템

리프트의 효과적인 유지관리를 위한 목적으로 리프트의 운 행정보에 대한 데이터를 수집할 수 있는 기술인 운행정보 모 니터링 기술을 선행 연구를 통해 개발하였다. 리프트 모니터 링 기술은 6개의 센서를 활용하여 리프트의 이동거리, 층별 정지횟수, 적재하중 등 리프트의 운행정보를 파악하고, 주요 부품에 대한 실시간 모니터링을 통해 리프트를 운영관리를 할 수 있는 기술이다. 리프트에 설치한 각 센서들의 부착위치 를 표시한 모니터링 시스템의 구성은 Fig. 13과 같다(소지윤 et al. 2013).

Fig. 13. Composition of Lift Monitoring System

본 논문에서는 근접센서 2개를 부착한 인코더를 이용하여 리프트의 이동거리 정보와 그에 따른 운행시간을 파악분석 하고, 리프트의 실제 가동률을 산출하여 각 현장에 맞는 점검 시기 및 부품 교체시기를 제시할 것이다.

리프트의 렉기어에 근접센서를 부착한 인코더를 설치하여 리프트가 가동되면서 렉기어에 맞물린 인코더의 톱니바퀴가 돌아가고 그 회전수에 따른 이동거리를 측정한다. 또한 리프 트의 운행이 시작하는 순간부터 정지하는 순간까지의 시간을 측정하여 운행시간 및 정지횟수를 확인할 수 있다.

이때 센싱된 데이터를 저장하여 리프트 운행시간 동안의 운행이력을 파악하는 것이 가능하며, 그 설치상태는 Fig. 14 와 같다.

Fig. 14. The Sensor Measuring Lift Running Distance

4.2 운행정보 데이터 분석

리프트 모니터링 시스템이 설치된 현장 중 A현장의 리프트 4대에서 리프트 운행정보 데이터를 수집하고 저장한 데이터 의 예시는 Fig. 15와 같다.

Fig. 15. Work Information Data

측정기간은 리프트 이용이 상대적으로 빈번한 마감공정으 로 한정하여 90일 동안 측정하였다. 일일 현장 총 작업 시간 은 점심시간을 제외하고 오전 7시부터 오후 5시까지 총 9시 간을 현장의 작업시간으로 규정하고, 해당 시간동안 실제 리 프트가 움직인 시간을 운행정보 데이터를 통해 산출하여 현 장의 실제 가동시간을 분석하였으며, 그 결과를 활용하여 현 장별 일일 평균 가동률을 산출하였다. 이와 동일한 방법으로 총 5개 현장의 리프트 20대에 대한 가동시간을 산출하였고, 그 결과는 Table 8과 같다.

Table 8. Analysis of Work Information for Lifts by Site

Site Name A B C D E

Lift Type High-Speed (SS-3045S)

High-Speed (KNFL-3045T)

High-Speed (SS-3045S)

High-Speed (MS-2545T)

High-Speed (KNFL-3045T) Working Hrs.

on Site 9 9 9 9 9

Average Hrs.

to Run Lift per Day

4Hrs and 30Mins

3Hrs and 40Mins

3Hrs and 20Mins

3Hrs and 50Mins

5Hrs and 10Mins

각 현장별로 산출된 평균 가동시간을 바탕으로 리프트 운 행시간에 대한 가동률의 산정이 가능하고, 실제 리프트의 운 행시간에 따른 고장데이터의 분석을 실시하면 각 부품별 부 품 고장 및 교체시기를 산출하는 것이 가능하다.

5. 리프트 부품별 점검주기

3장에서 전문가 및 실무담당자 설문을 통하여 리프트 점검 을 위한 주요 부품을 선정하였고, 그 주요 부품들에 대한 현 장의 운행 정보 데이터와 고장데이터 분석을 실시하였다.

본 장에서는 앞서 도출된 부품들에 대한 운행시간과 고장 데이터를 분석한 결과를 바탕으로 리프트 점검주기를 산출하 였다. 점검주기 산출을 위하여 마감 공정 90일 동안 부품의 실제 가동시간 및 부품 고장 발생 횟수를 분석하였다.

산출방법은 90일 동안 리프트 각 부품의 고장 발생횟수를

조사하고, 부품의 1회 고장주기를 산출하여 일일 평균 가동 시간을 곱한다. 그 상세 산출방법은 Table 9와 같다.

Table 9. Calculation of Inspection Interval for Main Components of Lift

How to Calculate Inspection Interval

현장에서 사용된 각각의 리프트에 대한 누적 가동시간을 구하고 같은 기간의 고장 발생횟수로 가동시간을 나누어 준 다. 그 값을 20대의 리프트에서 각각 계산하여 합산하고, 그 결과 값을 리프트 대수로 다시 나누어주면 리프트의 평균 점 검시간을 산출할 수 있다. 현장별로 산출 된 점검시간을 개별 부품에 대한 고장 발생횟수로 나누어 주면 주요 점검 부품대 상에 대한 점검 시기를 최종적으로 산출할 수 있게 된다.

예시로 A현장 1호기의 감속기에 대한 점검 시기 도출 과정 은 다음과 같다. A현장의 1호기의 누적가동시간은 405시간 이고, 같은 기간 동안의 고장 발생횟수는 15회이다. 405시간 을 15회로 나누어주면 27시간의 값이 나오고, A현장의 리프 트 한 대(1호기)의 감속기에 대한 평균 고장발생 시간은 27시 간이 된다.

■ 감속기 고장발생 시간 (405시간 / 15회) = 27시간

이와 같은 방법으로 주요 부품별로 리프트 각각의 고장발 생 시간을 산출하여 그 평균값을 계산하면 리프트 점검주기 를 산출할 수 있다.

리프트 각 부품에 대한 점검주기를 산출하였고, 4개의 카 테고리 별 주요 점검 부품에 대한 개별 점검 주기를 개별적으 로 표시하여 작성한 내용은 다음 Table 10과 같다.

Table 10. Check List for Lift

Part Component Inspection

Interval (Hrs)

MAST

BOLT, NUT 81.0

OIL 31.2

TROLLEY FRAME 67.5

RACK GEAR 70.3

PINION GEAR 101.3

WALL TIE 202.5

BASE ANCHOR BOLT (BASE UNIT) 202.5

MAST 50.6

CAGE

SAFETY DOOR 40.5

CAGE 67.5

FOOT PLATE 67.5

CAGE ASSEMBLY 67.5

EXIT DOOR LOCKER 405.0

MECHANICAL DEVICE

REDUCER 29.6

MOTOR 67.5

WIRE ROPE 101.3

GUIDE ROLLER 67.5

DOOR MOTOR 135.0

BRAKE 135.0

LOAD LIMITER-CONTROLLER 81.0

CONTROL PANEL 202.5

INVERTER 45.0

TRANSFORMER 202.5

PROTECTION DEVICE

BRAKING DEVICE FOR OVER SPEED 405.0

BUFFER SPRING 405.0

UPPER & LOWER RETARDATION DEVICE 135.0 UPPER & LOWER LIMIT DEVICE 202.5 3P POWER CUT SWITCH 405.0

OVERRUN STOPER 202.5

SAFETY DEVICE 81.0

OVER LOAD LIMITER 45.0

DOOR INTERLOCKING DEVICE 67.5

EMERGENCY STOP S/W 202.5

ENCLOSURE 50.6

ENCLOSURE DOOR INTERLOCKING

DEVICE 202.5

Table 10에서 보는 바와 같이 부품별 점검주기는 동일한 것도 있으나 대부분 상이한 결과 값을 보였다. 이에 따라 리 프트 점검을 실시하게 되면 리프트 점검횟수가 증가하여 불 필요한 점검시간의 증가를 초래할 수 있기 때문에 효율적인 리프트 관리를 위하여 점검시간이 비슷한 부품들을 구분하여 점검부품에 대한 그룹핑을 실시하였다. 하나의 그룹으로 묶 어진 부품들은 한꺼번에 점검할 수 있도록 점검주기의 평균 값을 구해 그 그룹의 점검시간으로 표시하였다.

유사한 점검주기 그룹별 평균값은 40시간, 90시간, 130시 간, 400시간으로 나타났으며, 네 개의 점검주기에 따라 해당 부품들을 나열하였다. 점검주기에 따른 부품 리스트는 Table 11과 같다.

Table 11. Lift Component to Check by Inspection Intervals Inspection

Interval Components to Check

40 hours

OIL TROLLEY FRAME, RACK GEAR, WALL TIE, MAST, SAFETY DOOR, CAGE, FOOT PLATE, CAGE ASSEMBLY,

REDUCER, MOTOR, GUIDE ROLLER, INVERTER, DOOR INTERLOCKING DEVICE, OVER LOAD LIMITER,

ENCLOSURE

90 hours

130 hours

BASE ANCHOR BOLT (BASE UNIT), EXIT DOOR LOCKER, DOOR MOTOR, BRAKE, CONTROL PANEL, TRANSFORMER, UPPER & LOWER RETARDATION DEVICE, UPPER & LOWER LIMIT DEVICE, OVERRUN STOPER, EMERGENCY STOP

S/W, ENCLOSURE DOOR INTERLOCKING DEVICE

400 hours

이와 같이 유사한 점검주기를 나타내는 점검 부품들을 한 께 점검하여 리프트 점검횟수를 최소화하면 불필요한 점검시 간 및 인력 낭비를 줄일 수 있다. 또한 효과적인 리프트 점검 을 통해 리프트의 고장을 사전에 방지하는 것이 가능하다.

5.2 리프트 점검주기 분석

리프트 고장데이터 분석을 통해 산출한 리프트 점검기간을 실제 리프트 관리업체의 가이드라인에 따른 리프트 부품별 점검시기와 그 값을 비교 분석하여 산출값의 검증을 실시하 였다.

리프트 생산관리 업체인 A사의 업무지침에 따르면 리프트 부품별 점검기간은 40시간(1회/년), 120시간(6회/년), 400시 간(4회/년), 1000시간(1회/년), 5000시간(1회/년) 등 총 5가지 로 구분하고 있으며, 개별 부품에 따라 가동시간 40시간 또 는 년에 1회 중 한 개의 기준을 선택하도록 하고 있다.

A사의 업무지침에는 최장 1000시간 까지 장기간의 점검주 기를 나타내는 부품들이 있었으나, 본 논문에서 산출한 점검 주기는 400시간을 최장기간으로 나타냈다. 이는 고장데이터 수집기간이 90일로 한정되어 있고, 그 기간 동안에 수집된 고장데이터를 바탕으로 점검주기를 산출했기 때문이다.

A사의 업무지침에서 지정하고 있는 부품별 점검시간과 본 논문에서 산출한 리프트 고장데이터 분석에 따른 리프트 점 검시간을 비교한 결과는 Table 12와 같다. 상이한 부품은 제 외하고 공통적으로 나타나는 부품에 대한 점검주기를 비교하 였다. Table 12의 왼쪽 점검주기는 A사의 점검시간을 나타낸 것이고, 오른쪽 점검주기는 본 연구를 통해 산출된 부품별 점 검주기 리스트의 점검시간이다.

Table 12. Comparison of Calculated Inspection Intervals with Existing Inspection Guide of Company A

Company A

Inspection Interval Component to Check Calculated Inspection Interval

40hours Operation (Once a month)

MAST 40 hours

REDUCER 40 hours

OVER LOAD LIMITER 40 hours DOOR INTERLOCKING DEVICE 40 hours

MOTOR 40 hours

SAFETY DOOR 40 hours

FOOT PLATE 40 hours

OIL 40 hours

120hours Operation (6 times a year)

SAFETY DEVICE 90 hours

DOOR LOCKER 130 hours

WALL TIE 130 hours

BOLT/NUT 130 hours

UPPER & LOWER LIMIT DEVICE 130 hours CONTROL PANEL 130 hours CABLE GUIDE 130 hours

PINION GEAR 90 hours

CABLE TROLLEY 130 hours

400hours

Operation (4 times a year)

EXIT DOOR LOCKER 405 hours BRAKING DEVICE FOR OVER

SPEED 405 hours

Table 12의 비교 결과를 보면, 대부분의 부품 점검시간은 유사한 수치로 나타났으나, 안전장치(가바나), 피니언기어 등 2개의 부품에서 상이한 수치가 나타난 것을 확인하였다.

안전장치(가바나)는 리프트 내부에 부착되어 리프트 구동 중 적정속도 이상으로 가속이 될 경우 리프트를 비상정지 시 키는 기능의 안전상 매우 중요한 부품으로써, 리프트의 운행 이 빈번할수록 고장이 발생하기 쉽다. 본 논문의 데이터는 자 재의 양중이 많은 마감공사 단계에서 수집한 데이터이기 때 문에 일반적인 점검주기(120시간) 보다 실제 고장데이터에 따른 점검주기(90시간)가 더 짧게 나타났다고 볼 수 있다.

피니언기어는 리프트 구동시 케이지 쪽의 작은 기어로 마 스트의 렉기어와 맞물려 리프트의 이동을 원활하게 하는 장 치로써, 리프트의 구동에 매우 중요한 부품이라고 할 수 있 다. 일반적인 점검주기는 물리적인 손상이 일어날 수 있는 기 계적 강도저하 시점을 교체 또는 점검 주기로 보고 있으나, 리프트 운행시 하중이나 운행횟수가 늘어남에 따라 기본적인 수명을 단축시키는 경우가 발생될 수 있다. 이에 따라 일반적 인 점검주기(120시간) 보다 실제 고장데이터에 따른 점검주 기(90시간)가 더 짧게 나타났다.

이와 같이 실제 현장의 고장데이터를 바탕으로 점검주기를 산출하게 되면 현장상황이나 공정상의 특성을 반영한 실효성 있는 점검주기의 산출이 가능하다.

6. 결론

본 논문에서는 건설 현장에서 발생하는 안전사고를 감소 시키고 리프트의 체계적인 관리가 가능하도록 리프트 부품별 점검주기를 산출하였다.

전문가 설문을 통하여 리프트에 대한 주요관리 부품을 선 정을 하였고, 리프트 모니터링 기술을 이용하여 리프트 부품 의 실제 사용시간에 따른 고장데이터 분석을 실시하였다. 그 분석 값을 바탕으로 리프트 주요부품들에 대한 점검주기 리 스트를 작성하였다.

본 논문에서 산출된 리프트 부품별 점검주기 리스트는 기 존의 획일화된 리프트 유지관리 방법과 달리 실제 현장의 리 프트 사용량에 따른 점검주기를 선정하였기 때문에 건설현장 의 리프트 안전관리를 위한 실효성 있는 방법으로 활용이 가 능하다. 그러나 고장데이터의 수집기간을 90일로 제한하였 기 때문에 분석데이터에 대한 한계점을 갖는다. 이를 보완하 기 위하여 장기간에 걸친 데이터 수집 및 고장사례 분석이 이 루어진다면 보다 현실적이고 정확한 점검주기 산출이 가능할 것으로 사료된다.

이와 같이 리프트의 효율적인 관리 방법을 제시함으로써, 안전사고를 미연에 방지하여 작업자의 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한 리프트 고장으로 인한 공기지연 요소를 사전에 제

거하여 공사의 생산성을 증대시킬 수 있을 것이다.

감사의 글

본 연구는 국토교통부 첨단도시개발사업(09첨단도시A01) 결과의 일부임.

References

Ahn, B. J., and Kim, J. J., (2001). “Evaluating the Feasibility of a Life Plan for Finish Materials in High-Rise Building Construction”, Journal of the Architectural institute of Korea, 17(1), pp. 145-157.

Bae, J. H., Soh, J. Y., Lee, J. B., and Han, C. H. (2012).

“A Study on Efficient Management by Analysis of High-speed Lift A/S case”, Proceedings of KICEM Annual Conference, KICEM, 12, pp. 428-429.

Bae, J. H., Soh, J. Y., Lee, J. B., Han, C. H. (2013).

“Analysis of Operating Performance of Construction Lift Using Monitoring Sensor”, Proceedings of KICEM Annual Conference, KICEM. 13, pp. 125-126.

CTBUH (2010). “A Tall Building Review World Records”, Council on Tall Building and Urban Habitat.

Korea Occupational Safety & Health Agency (2013).

“Industrial Accidents Prevention Report”

Korea Occupational Safety & Health Agency (2005).

“KOSHA-CODE Construction Machinery Guideline”

Lee, J. B., and Soh, J. Y., (2013). “Automation Technology of Construction Lift for Super Tall Buildings”, Building Construction, 13(5), pp. 5-8.

Ministry of Employment and Labor (2014). “Analysis of Industrial Accidents Status”

Ministry of Land, Infrastructure and Transport - Super Tall Building Design & Engineering Technology Research Center (2014). “The 5th Research Report”, Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement.

Soh, J. Y., Han, D. H., Choi, C. H., Lee, J. B., and Han, C. H. (2011). “A Study on Monitoring Technology of Work Information for Lift in Super- tall Building Construction”, Proceedings of KICEM Annual Conference, KICEM, 11, pp. 135-136.

요약 :

최근 초고층 건축물의 증가로 그에 따른 양중계획 및 양중장비의 효율적 관리에 대한 관심이 증대되고 있다. 건설 현장에서 폭넓게 사용되고 있는 전동 호이스트, 크레인 등과 관련된 재해사고가 빈번히 발생하고 있다. 특히 건설용 리프트는 안전 측면에 서 정기점검이나 고장에 대비하는 것이 대단히 중요하나 사용시간에 따른 일률적인 정기검사를 수행하고 있는 실정이다. 리프트는 개별 부품의 사용시간 및 부하조건 등에 따라 그 수명이 달라질 수 있기 때문에 실효성이 매우 떨어지는 유지관리 방법이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하고 사용자 편의성과 안전성을 증대시키기 위한 방안으로써 센싱 기술을 활용하여 리프트의 실제 사용시간을 측정하고 그에 따른 고장데이터를 분석하여 리프트의 주요 부품들에 대한 개별 점검주기를 산출하는 것 을 목적으로 하였다. 연구의 결과물로 리프트의 주요 부품에 대한 점검주기를 산출하고, 리프트 실 사용시간 40시간, 90시간, 130 시간, 400시간으로 나누어 그에 따른 점검 부품들을 구분하여 표로 작성하였다. 이를 통해 안전사고를 미연에 방지하고 작업자의 안전성을 향상시켜 효율적인 유지관리 방안을 제시할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 리프트 고장으로 인한 공기지연 요소를 사전 에 제거하여 공사의 생산성을 증대시킬 수 있을 것이다.

키워드 :

건설용 리프트, 리프트 유지관리, 센싱, 리프트 안전관리, 리프트 점검주기