마음으로 그려보는 성공적인 솔루션

The Japan Steel Works, Ltd. 일본 훗카이도 무로란에 소재한 JSW는 최대 670톤에 이르는 거대한 강철 주괴를 다룰 수 있는 세계 최대 규모의 단조 프레스 중 한대를 운영하고 있습니다. 1907년에 설립된 이 기업은 오늘날 대형 주조 및 단조 철강 제품, 판금 및 산업 기계 부품 생산 업체로 확실히 자리매김하게 되었습니다. 일본에 3곳의 공장을 보유하고 전 세계에 18개의 사무소를 운영 중인 JSW는 첨단 기술을 사용한 프레스 기계와 터빈 샤프트 제조는 물론 일본 검도 제조합니다. 회사는 최근 애프터 서비스의 일환으로 압력 용기, 프레스 기계 및 기타 중장비에 대한 유지 보수 서비스를 제공하기 시작했습니다. JSW가 수년의 운영에서 주로 직면했던 유지 보수 과제는 유압 단조 프레스와 이를 구동하는 거대한 워터 펌프에 달린 대구경 볼트의 체결 및 체결 해체와 관련된 것이었습니다. 여기에는 14,000톤급 유압 단조 프레스의 "밸런서 로드"를 고정하는 M180 크기 볼트와 유압 단조 프레스에 필요한 엄청난 압력을 견디도록 고안된 커버와 주요 구조물을 체결하는 워터 펌프의 M64 볼트가 포함됩니다. 문제는 이러한 대구경 볼트를 정확하고 균일하게 체결하기가 어려웠다는 점입니다. JSW는 기존에 이용해오던 유일한 방식인 해머링이나 유압 토크 렌치를 사용했습니다. 그러나 이 방식은 부정확한 체결로 이어졌고 때로는 체결부에서 발생한 축력의 변화로 인해 볼트 손상이 발생했습니다.

좌절감과 비용 증가의 문제
JSW의 제조 부서에서 시설 유지 보수를 30년 이상 책임져 온 Takumi Kawauchiya씨는 이 문제가 자신과 회사 모두에게 큰 좌절감을 안겨다 주었다고 말합니다. “저희는 매우 강력한 체결 방법으로 해머링과 유압 토크 렌치를 사용하고 있었는데, 이것은 부정확한 방법이었을 뿐 더러 직원들에게 물리적으로 너무나 힘든 일이었습니다.”라고 Kawauchiya 씨는 설명합니다. “직원들에게는 큰 부담이었으며 동시에 완벽하게 동작하지도 못했습니다. 때로는 볼트의 축력이 정확하지 않아 잘 설계된 기계에서 볼트 손상까지 경험해야 했습니다.”

성공적인 솔루션의 심적 이미지
볼을 치기 전에 긍정적인 결과를 그려보며 볼이 어디로 갈지를 상상하는 프로 골퍼처럼, Kawauchiya 씨는 자신이 직면한 수리 과제에 대해 성공적인 결과가 어떻게 나타날지 마음속으로 심적 이미지를 그려보는 것을 좋아한다고 말합니다. “문제를 해결하는 가장 좋은 방법인 A 또는 B의 선택을 검토한 다음 그 과정을 단계별로 진행하면서 전체의 작업 공정을 마음속에 시각화해봅니다. 저는 이 이미지 만들기를 완성한 후에야 작업을 시작합니다.”라고 그는 말합니다. 볼트 체결 과제는 그의 신중한 전략을 어지럽히는 심각한 문제였습니다. 그는 일반적으로 예기치 못한 사고가 발생했을 때, 경험을 기반으로 대안을 세우고 전체 공정을 다시 시각화했습니다. 그러나 볼트 파손과 같은 예기치 않은 문제가 발생하면 설비 전체의 운영이 중단됩니다. 가동 중단이 길어질수록, 금전적 손실은 증가하며 이는 하루 수만 유로에 달할 수 있습니다. “분명 얼마나 빨리 설비를 복구하고 재가동할 수 있는지를 생각하는 것보다 더 중요한 일은 없었습니다.”라고 Kawauchiya 씨는 말합니다.

“이 유지 보수 과제를 해결하는 것이 저의 꿈이었습니다.”

진정한 문제 해결사가 준 '감동'
다행히도, 그의 꿈은 몇년 전 실현되었습니다. Kawauchiya 씨가 슈퍼볼트로 대구경 볼트를 처음으로 체결했을 때, 그는 이 장기적이고 해결하기 어려운 문제가 실로 해결되었다는 사실을 깨닫고 기뻤다고 말합니다. “볼트 체결을 마쳤을 때, 저는 슈퍼볼트에 완전히 감동했습니다. 슈퍼볼트가 진정한 문제 해결사임이 드러났죠.” Kawauchiya 씨는 이것이 해머로 대구경 볼트를 치는 이전의 작업에 비해 조작이 쉬웠기 때문이라고 설명합니다. 슈퍼볼트의 특별한 설계로 인해 일부 직원들은 처음에 슈퍼볼트가 실제로 대구경 볼트를 체결할 수는 있는지 또는 너트 몸체의 모든 잭볼트를 체결하는 데 너무 많은 시간이 걸리지는 않을지 의심했습니다. 이러한 우려에 대해 어떻게 대응했는지 묻자 Kawauchiya 씨는 다른 방법들에도 단점은 존재한다고 대답합니다. “유압 토크 렌치에는 펌프와 같은 무거운 장치가 필요합니다. 그리고 해머링은 매우 힘든 작업이기도 해서 많은 수의 대구경 볼트를 체결할 때는 탈진 상태가 됩니다. 이러한 방법들에 비하면 슈퍼볼트는 잭볼트를 체결해야 하더라도 훨씬 더 쉽습니다.”

Flex-in & Flex-out 기술을 통한 체결부 안전 증대
슈퍼볼트가 제공하는 이점은 작업량 감소뿐만이 아닙니다. 볼트 파손 및 관련 위험을 방지하기 위한 볼트 체결부의 안전성 또한 향상되었습니다. 슈퍼볼트는 특허받은 잭볼트 설계에 의한 “Flex-in & Flex-out” 구조로 볼트 파손을 방지할 수 있습니다. 이는 체결 시 하부를 바깥측으로 개방하고 상부를 안쪽으로 닫음으로써 일반적으로 첫 번째 나사산과 두 번째 나사산에 집중된 응력을 전체 나사산으로 분산시킵니다. JSW의 장비 부서에서 수년간 생산 장비 설계를 담당해 온 Ryu Kobayashi 씨는 이것이 큰 이점이라고 생각합니다.

“Flex-in & Flex-out 기능은 특히 다양한 동적 부하에 노출된 부품을 고정하는 데 매우 유용합니다.”

이는 실제로 볼트의 파손을 방지하는 비결이며 테스트 데이터 분석 결과에서 슈퍼볼트가 각 나사산의 응력을 매우 고르게 균일화한다는 것을 보여줍니다. 또한 유압 너트로는 체결 작업량을 줄일 수는 있지만, 볼트 파손을 방지할 수는 없습니다. 이 기술은 노드락 그룹이 특허를 보유 중이며 구조만 모방한 제품에는 관련 기능이 없습니다. Kobayashi 씨는 설계자의 관점에서 슈퍼볼트의 다른 장점도 지적합니다. “해머링으로 작업한 볼트 체결의 정확도는 작업자마다 상당히 다르므로 일부 볼트는 제대로 체결되지 않을 수도 있습니다. 볼트가 체결되어도 축력이 충분하지 않을 수 있습니다. 슈퍼볼트의 뛰어난 반복성으로 누구나 볼트를 같은 상태로 체결할 수 있어 유지 보수 작업의 안전성이 향상되었습니다.” 이러한 높은 반복성은 부적절한 작업 발생 위험을 줄이고 사고를 예방하며 예기치 않은 고비용의 가동 중단 시간을 줄이는 데도 도움이 됩니다. 기계 제조 업체의 설계자가 슈퍼볼트의 이점을 누리는것과 같이 최종 사용자도 기계의 총 소유 비용을 줄일 수 있습니다. 유지 보수 비용 손실의 효율성을 '품질'로 간주한다면, 이는 품질의 향상이며 최종 사용자를 위한 서비스로 간주할 수 있습니다. 또한 기계 제조 업체의 영업 팀에게 추가적인 판매 전략이 될 수 있습니다.

고객: The Japan Steel Works, Ltd.

적용 분야 14,000톤급 유압 단조 프레스 및 거대 워터 압력 펌프

솔루션: SUPERBOLT 멀티 -잭볼트 텐셔너

적용 분야 (프레스) 타이-로드 밸런서(M180)

적용 분야(펌프) 커버 볼트 (M64, 4 피스 세트 x8 유닛)

프레스 크기 지면으로부터의 높이 16.44M (피트 부분을 포함한 전체 높이 22m)