20년 2회차

회전기계 간이 진단법의 판정기준은 절대판정, 상대판정, 상호판정 세 가지이며, 상태판정은 여기에 포함되지 않는다.

• 절대판정은 미리 정한 절대적인 기준값과 비교하는 방법이다
• 상대판정은 같은 부위의 과거 데이터 추이와 비교하는 방법이다
• 상호판정은 유사한 여러 설비 간 데이터를 상호 비교하는 방법이다

클램프형 전류센서는 전선을 절단하거나 회로를 분리하지 않고도 전류를 검출할 수 있어, 주로 교류 전류 측정용 센서로 널리 사용된다.

• 분류저항기의 전압강하로 전류를 검출하는 방식은 회로에 직접 접속하는 방식이지 클램프형의 원리가 아니다
• 일반적인 클램프형은 변류기 원리를 이용하므로 직류는 검출하지 못한다
• 비접촉 방식이므로 피측정 전로와 절연되어 있어 고압전로에서도 안전하게 사용할 수 있다

높은 주파수 특성을 지닌 트러블을 진단할 때는 가속도를 척도로 사용한다.

진동 진단에서는 통상 저주파 영역은 변위, 중간 주파수 영역은 속도, 고주파 영역은 가속도로 측정하는데, 주파수가 높아질수록 가속도 성분의 감도가 상대적으로 커지기 때문이다.

절대온도의 4제곱에 비례하는 복사에너지를 이용해 비접촉으로 온도를 재는 원리는 슈테판-볼츠만 법칙이다.

흑체가 단위면적당 방출하는 복사에너지는 E = σT⁴ (σ = 5.67×10^-8 W/m²·K⁴) 로, 온도가 조금만 올라도 방출량이 급격히 커진다. 방사온도계와 열화상 카메라는 물체가 내보내는 이 복사에너지를 받아 표면에 닿지 않고 온도로 환산한다.

• 제백 효과는 서로 다른 두 금속의 접점에 온도차를 주면 기전력이 생기는 현상으로, 열전대라는 접촉식 온도계의 원리다.
• 조셉슨 효과는 초전도체 사이의 얇은 절연막을 전자쌍이 터널링하는 현상으로, 전압 표준이나 초고감도 자기센서에 쓰인다.
• 패러데이 효과는 자기장 속을 지나는 빛의 편광면이 회전하는 현상이다.

비접촉형 변위 검출 센서에는 와전류형, 정전용량형, 전자광학형이 있으며, 서보형 센서는 여기에 해당하지 않는다.

서보형 센서는 주로 구조물에 직접 부착해 사용하는 접촉식 센서로, 저주파 영역의 진동을 측정하는 데 쓰이는 것이지 비접촉으로 변위를 검출하는 방식이 아니다.

자유공간의 점음원에서 음향출력과 음의 세기는 $W = I \times 4\pi r^{2}$의 관계를 가진다.

점음원에서 나온 음향에너지는 반지름 $r$인 구 표면 전체로 균일하게 퍼지므로, 음의 세기 $I$는 구 표면적 $4\pi r^{2}$에 반비례해 $I = \dfrac{W}{4\pi r^{2}}$로 정의된다.

이를 $W$에 대해 정리하면 $W = I \times 4\pi r^{2}$가 된다.

회전체의 질량 불평형(언밸런스)이 있을 때 진동 스펙트럼에서 가장 크게 나타나는 성분은 회전속도와 같은 주파수인 1X이다.

불평형 질량은 축이 한 바퀴 회전할 때마다 한 번씩 원심력을 발생시키므로, 회전주파수의 1배 성분에서 탁월한 피크가 나타난다.

사람의 청감 특성에 맞춰 주파수별 감도를 보정하여 소리의 크기레벨을 근사적으로 측정하는 계기는 소음계이다.

소음계는 인간의 귀가 주파수에 따라 민감도가 다르다는 점을 반영한 청감보정 회로를 내장해, 물리적인 음압을 사람이 느끼는 소리의 크기에 가깝게 환산해 표시한다.

방진 스프링은 낮은 공진 주파수를 가지므로 저주파 차단에 우수하지만, 공진점에서의 전달률(Transmissibility)이 매우 크다는 근본적인 단점이 있다.

파이버 글라스, 천연고무 패드, 네오프랜 마운트 등은 소재 자체의 감쇠성(damping)으로 인해 공진점에서의 피크값이 스프링에 비해 낮게 유지되므로, 공진 시 전달률 급증 문제가 상대적으로 적다. 따라서 저주파 차단성능은 좋으나 공진 시 전달률이 매우 큰 특성은 방진 스프링의 전형적인 특징이다.

같은 성질의 파동 여러 개가 동시에 한 점을 통과할 때 그 점의 진폭이 개개 파동 진폭의 합과 같아지는 현상은 중첩의 원리이다.

도플러 원리는 파원과 관측자의 상대운동에 따른 주파수 변화를, 호이겐스 원리는 파면 위의 각 점이 새로운 파원이 되어 다음 파면을 만든다는 원리를 설명하는 것으로, 서로 다른 개념이다.

자이로스코프 센서는 회전 각속도(방향 변화)를 검출하는 센서로, 온도 측정에는 사용되지 않는다.

적외선 센서와 방사형 온도계는 물체가 방출하는 적외선 에너지를 이용해 비접촉으로, 서모커플(열전대) 센서는 두 금속 접점의 열기전력을 이용해 접촉식으로 온도를 측정한다.

진동하는 동안 마찰이나 다른 저항으로 에너지가 손실되지 않는 진동은 비감쇠 진동이다.

실제 기계 진동은 대부분 마찰·공기저항 등으로 에너지가 소실되는 감쇠진동이며, 비감쇠 진동은 에너지 손실이 없다고 가정한 이상적인 모델이다.

진동의 발생과 소멸을 결정하는 3대 요소는 질량, 강성, 감쇠이다.

질량은 관성력을, 강성은 복원력을, 감쇠는 에너지 소실을 각각 담당하며, 이 세 요소의 조합으로 계의 진동 특성(고유진동수·감쇠비 등)이 결정된다.

토리첼리 정리를 그대로 적용하면 Q = A√(2gh) 다.

그림처럼 자유 수면이 배관 출구보다 h 만큼 높은 탱크에서 유출될 때, 수면과 출구에 베르누이 식을 세우면 위치수두가 전부 속도수두로 바뀐다. 즉 h = v²/2g 에서 유출 속도 v = √(2gh) 다.

유량은 단면적 × 유속이므로
Q = A·v = A√(2gh) [m³/s]
단위도 m² × √(m/s² · m) = m² · m/s = m³/s 로 맞아떨어진다.

비중량 γ 는 압력을 수두로 바꿀 때 p/γ 형태로 들어가는 값이라 자유 수면에서의 유출 속도에는 영향을 주지 않는다. γ 가 곱해지거나 근호 안에 들어간 식은 단위부터 m³/s 가 되지 않고, A와 h만 곱한 식은 부피(m³)일 뿐 유량이 아니다.

음의 세기레벨(Sound Intensity Level)의 기호는 LI이며, PWL은 음의 전력레벨(Sound Power Level)을 나타낸다. 1번 등가소음도(Equivalent Continuous Sound Level)는 Leq, 2번 교통소음지수(Traffic Noise Index)는 TNI, 3번 감각소음레벨(Perceived Noise Level)은 PNL이 올바른 기호이므로 4번이 정답이다.

회전기계의 진동 주파수 분류에서 공동현상(cavitation)은 액체 내 압력이 포화증기압 이하로 떨어져 기포가 생성·붕괴되면서 발생하는 고주파 진동이다. 공동현상에서 발생하는 기포 붕괴는 수십 kHz 이상의 고주파 신호를 방출하여 초음파 진동계로 감지된다.

• 압력맥동: 펌프·압축기의 회전에 따른 저·중주파 진동이다.
• 언밸런스: 회전축의 질량 불균형으로 인한 1X 저주파 진동이다.
• 미스얼라인먼트: 축 정렬 오류로 인한 2X 저주파 성분이 주가 된다.

이들은 상대적으로 낮은 주파수 특성을 보인다.

덕트 소음이나 배기 소음을 저감하기 위해 사용되는 장치는 소음기이다.

소음기는 배기·덕트 계통에 설치되어 음파를 반사·간섭시키거나 흡음재로 에너지를 흡수함으로써 방출되는 소음을 줄인다.

고속 회전기의 축 진동, 회전수, 위치 측정에 널리 쓰이는 진동센서는 와전류형 변위 센서이다.

이 센서는 비접촉으로 축과 센서 팁 사이의 간극(변위)을 직접 검출하므로, 터빈·압축기 같은 고속 회전축의 진동뿐 아니라 회전수와 축방향 위치 측정에도 활용된다.

영구자석형(동전형) 속도 센서는 변압기 등 자장이 강한 장소에서는 오히려 사용을 피해야 하는 센서이므로, 그런 장소에 주로 사용된다는 설명은 틀렸다.

이 센서는 영구자석과 코일 사이의 상대운동으로 유도되는 기전력을 이용하는 전자기 유도 방식이기 때문에, 외부 자기장이 강한 환경에서는 그 자기장이 출력에 간섭을 일으켜 측정 오차를 유발한다.

마찰이나 저항으로 시스템 에너지가 손실되지 않는 진동은 비감쇠진동이라 하므로, 이를 감쇠진동이라 부른 설명은 틀렸다.

감쇠진동은 반대로 마찰·저항 등으로 에너지가 점차 소실되어 진폭이 줄어드는 진동을 말한다.

강제진동·선형진동·고유진동수에 대한 나머지 설명은 정의에 맞는 옳은 내용이다.

자주보전 전개는 초기청소 → 발생원 및 곤란개소 대책 → 점검·급유 기준작성 → 총점검 → 자주점검 → 자주보전의 시스템화 → 자주관리의 철저 순서로 진행된다.

먼저 설비를 청소하며 이상을 발견하고(초기청소), 오염원과 청소·점검이 어려운 곳에 대책을 세운 뒤(발생원·곤란개소 대책) 청소·급유 기준을 만들고, 설비 전반을 점검하는 총점검을 거쳐 작업자 스스로 점검하는 자주점검 단계로 나아간다.

이후 자주보전 활동을 표준화·시스템화하고, 최종적으로 자주관리를 철저히 하는 단계로 완성된다.

설비종합효율(OEE)은 시간가동률 × 성능가동률 × 양품률로 계산되며, 로스율은 이 계산에 직접 쓰이는 요소가 아니다.

시간가동률은 고장·정지 등에 의한 가동 손실을, 성능가동률은 속도저하 손실을, 양품률은 불량으로 인한 손실을 각각 반영해 곱함으로써 설비의 종합적인 효율을 산출한다.

치공구 관리기능 중 계획단계에 해당하는 것은 공구의 설계 및 표준화이다.

공구의 제작·수리, 검사, 보관과 대출은 계획된 사양에 따라 실제로 운영·관리하는 실시단계의 업무에 해당한다.

효율적인 열관리를 위해서는 공장 간부 및 일부 관계자만의 집중관리가 아니라 관련자 전반의 참여가 필요하므로, 해당 설명은 틀렸다.

열 설비의 성능유지·향상, 저렴하고 확보하기 쉬운 연료 선택, 열사용 기준 설정을 통한 열효율 향상은 모두 타당한 열관리 방법이다.

예방보전 검사제도는 PM검사 표준 설정 → PM검사 계획 → PM검사 실시 → 수리 요구 → 수리 검수 → 설비 보전 기록 순서로 흐른다.

먼저 검사 기준(표준)을 정하고 이에 따라 계획을 세워 실제 검사를 실시한 뒤, 이상이 발견되면 수리를 요구하고 완료된 수리를 검수하며, 마지막으로 그 결과를 설비 보전 기록으로 남긴다.

설비의 이론 사이클타임과 실제 사이클타임의 차이로 발생하는 손실은 속도 저하로스이다.

설계상 낼 수 있는 속도(이론 사이클타임)보다 실제 운전 속도가 느려질 때 그 차이만큼 생산량 손실이 발생하며, 이는 고장로스나 순간정지로스와는 구분되는 별도의 로스 항목이다.

보전개량공사는 설비의 열화·고장을 줄이고 보전비를 낮추기 위해 재질·형상·구조 등을 개량하는 공사다. 보기의 "제조 부속설비 외의 공정, 사무, 연구, 시험, 복리후생 등의 수리"는 비생산설비 공사에 대한 설명이므로 틀렸다. 정기수리·개수·사후수리공사에 대한 나머지 설명은 옳다.

집중보전은 보전요원이 한 부서에 소속되어 있다가 필요한 현장으로 흩어져 나가 작업하므로, 작업 현장에 대한 관리·감독이 오히려 어렵다는 점이 단점으로 지적된다.

대신 특수 기능자를 효과적으로 활용할 수 있고, 필요 인원을 신속히 동원할 수 있으며, 긴급작업이나 새로운 작업에 빠르게 대응할 수 있다는 점이 집중보전의 실질적인 장점이다.

생산현장에서 보전요원이나 엔지니어가 점검, 검사, 주유, 작업변화 대응, 수리 업무 등을 직접 수행하는 기능은 실시기능이다.

이는 보전 정책과 기준을 세우는 관리기능이나 기술적 검토를 담당하는 기술기능과 구분되는, 현장에서의 실행 업무를 가리킨다.

제조능력을 규정하는 외적요인(제약요인)은 기업 외부 환경에서 조달·영향을 받는 자재, 노동, 자금이며, 설비는 기업이 내부적으로 보유·통제하는 내적요인에 해당한다.

선박 제조, 건축, 교량건설처럼 한 번에 이루어지는 대규모 사업에는 제품 고정형 배치가 주로 이용된다.

이 방식은 제품(구조물) 자체는 한 장소에 고정된 채로 두고, 자재·설비·작업자가 그 주위로 이동하며 작업하는 배치 형태이다.

항목의 첫 글자 등을 기호로 삼아 기억하기 편리하게 만든 기호법은 기억식 기호법이다.

순번식은 일련번호를, 세구분식과 십진 분류 기호법은 각각 자리별 구분이나 십진 체계에 따라 항목을 분류하는 방식으로, 문자의 의미보다는 체계적 구분에 중점을 둔다.

만성로스는 원인은 하나이지만 원인이 될 수 있는 요소가 수없이 많고 그때마다 바뀌는 특징을 가진다.

이 때문에 그때그때 어떤 요인이 실제로 작용했는지 특정하기 어렵고, 같은 대책을 세워도 손실이 반복해서 되살아난다. 원인이 비교적 뚜렷해 즉시 대응이 가능한 돌발로스와 대비된다.

신뢰도와 보전도를 종합해 '특정 순간에 설비가 기능을 유지하고 있을 확률'로 정의되는 평가 척도는 유용성(가용도)이다.

유용성은 고장이 잘 나지 않는 정도(신뢰도)와 고장 후 빨리 복구되는 정도(보전도)를 함께 반영하므로, 설비가 임의의 시점에 정상 작동 상태에 있을 확률을 나타낸다.

MTBF(Mean Time Between Failures) 분석법은 설비의 신뢰성과 가용성을 평가하는 방법으로, 고장 사이의 평균 시간을 통해 설비의 안정성을 측정하는 기술적 지표이며 경제성 평가와는 직접적인 관련이 없다.

설비의 경제성 평가방법은 초기투자비, 유지비, 내용연수 등의 경제적 요소를 분석하여 가장 효율적인 설비를 선택하는 기법들이다. 비용비교법, 평균이자법, 연평균비교법은 모두 설비의 경제성을 금전적으로 평가하는 방법으로, 총 비용이나 연간 비용을 계산하여 최적 설비를 결정한다.

계량치 데이터가 여러 개 있을 때 그 데이터가 어떤 값을 중심으로 어떻게 산포하는지를 조사하는 그림은 히스토그램이다.

산점도는 두 변수 간의 상관관계를, 파레토도는 항목별 발생 빈도의 크기 순위를, 관리도는 시간 흐름에 따른 데이터의 변동을 보는 데 주로 사용되어 목적이 다르다.

보전이 필요 없는 설비를 설계해 가능한 빨리 안전 가동에 이르게 하는 TPM 활동은 MP설계와 초기 유동관리 체제의 확립이다.

MP(Maintenance Prevention)설계는 신설비 계획·설계 단계부터 고장이 적고 보전이 쉬운 구조를 반영하는 것이며, 초기 유동관리는 설비 도입 초기부터 조기에 안정적으로 가동시키기 위한 관리체제를 말한다.

기존 제품의 판매량 확대를 위해 생산·유틸리티·판매설비 등을 증설·확충하는 투자는 확장 투자이다.

이는 양적인 생산능력 확대에 목적을 두는 투자로, 새로운 제품을 개발하기 위한 제품 투자나 원가절감을 목적으로 하는 합리화 투자와는 목적이 구분된다.

보기의 증기발생장치·발전설비·수처리시설·공업용 원수 및 취수 설비·냉각탑설비는 제품을 직접 만드는 설비가 아니라 생산라인에 증기·전력·용수·냉각수 같은 부대 에너지를 공급하는 설비이므로 유틸리티설비에 해당한다.

유틸리티(용역)설비는 보일러·발전기·수처리·냉각탑·압축공기 설비처럼 생산설비를 뒷받침하는 공급 계통을 묶은 범주다. 하나라도 멈추면 생산 전체가 정지하므로 설비보전에서 중요도를 높게 두고 관리한다.

나머지 범주는 성격이 다르다.

• 판매설비 — 매장·전시·물류 등 판매 활동에 쓰는 설비
• 사무용설비 — 사무실 집기·전산 등 관리 업무용 설비
• 연구개발설비 — 시험기·분석기기 등 연구·개발 전용 설비

계측기 선정에서 계측기의 설계자나 디자이너를 기준으로 고르는 것은 타당한 선정 방법이 아니다.

계측기는 측정 목적, 측정 대상의 사용·환경 조건, 측정하려는 변수의 종류에 적합한지를 기준으로 선정해야 하며, 제조사·설계자의 명성 여부는 선정 기준이 될 수 없다.

두 축이 평행한 관계를 유지하는 기어 전동장치는 스퍼(spur) 기어다. 웜 기어는 축이 직각을 이루고, 스큐 기어는 축이 비틀린 위치에 있으며, 베벨 기어는 축이 교차하므로 모두 평행하지 않다. 스퍼 기어는 원형의 톱니가 축에 평행하게 배열되어 두 축을 평행하게 유지하면서 회전을 전달한다.

초기피칭·파괴적 피칭·스폴링이 모두 표면피로에 의한 손상이다.

표면피로손상은 반복 접촉 하중으로 표면 아래에 피로균열이 생겨 조각이 떨어져 나가는 현상으로, 피칭이 진행되면 스폴링으로 이어진다.

• 압연 항복·균열·버닝 조합은 소성변형과 과열 손상이 섞여 있다.
• 스폴링에 스코링·리프링이 함께 묶인 조합은 접착마모(스코링)와 미끄럼에 의한 파상 마모(리프링)를 포함하므로 표면피로만으로 볼 수 없다.
• 습동마모·피닝 항복·스코링 조합은 마모와 소성변형 계열이다.

배관용 재료의 사용온도 범위를 비교하면, 탄소강관은 고온에서 강도가 급격히 저하되어 일반적으로 450℃ 이상에서는 사용이 제한되므로 정답 4번이 오류다. 반면 1번 스테인리스강 강관은 650~800℃ 범위에서 사용 가능하고, 2번 합금강 강관은 150~650℃ 고온용으로 적합하며, 3번 동관은 200℃ 이하에서만 사용되는 것이 맞다. 정답 4번은 "고온에서도 강도가 유지되므로 800℃ 이상"이라는 표현이 탄소강관의 특성과 정반대이므로 틀렸다.

용접부는 저온 취성이 생길 우려가 있으므로 "우려가 없다"는 설명은 틀렸다.

급열·급냉 과정에서 잔류응력과 조직 경화가 발생해 저온에서 취성 파괴 위험이 커진다.

품질검사 곤란·변형과 수축, 용접사 기량에 따른 품질 편차, 잔류응력 발생은 모두 일반적으로 맞는 특징이다.

설비의 생애비용을 낮춰 생산성을 높이는 보전방식은 생산보전이다.

생산보전은 설비 자체 비용, 운전·유지비용, 열화손실 등 설비 관련 총비용을 낮추는 것을 목표로 예방보전·개량보전·보전예방을 포괄하는 상위 개념이다.

예방보전·사후보전·보전예방은 각각 생산보전을 이루는 개별 활동이지 전체 개념이 아니다.

압축기 토출 배관에서 드라이 필터는 압축기와 탱크 사이가 아니라 탱크 이후(다운스트림)에 설치된다. 드라이 필터는 탱크에 저장된 압축공기 중 미세한 수분과 오일을 제거하여 사용 포인트로 보내기 위한 장치이므로, 탱크를 거친 후에 배치되어야 한다. 보기 2~4는 모두 정확한데, 토출 배관은 응축수 배출을 위해 경사를 고려하고(보기 2), 배관 공진 현상을 피하기 위해 고유길이를 회피하여 설계하며(보기 3), 다중 압축기 병렬 연결 시 역류 방지를 위해 체크밸브와 제어용 스톱밸브를 설치한다(보기 4).

나비형밸브는 원판을 회전시켜 유로 면적을 바꾸는 구조로 주로 유량 조절에 쓰이므로, 차단용으로 많이 쓰인다는 설명은 틀렸다.

확실한 기밀 차단이 필요한 곳에는 전개·전폐가 확실한 슬루스밸브(게이트밸브)를 쓴다.

• 글로브밸브는 교축용으로 쓰인다는 설명이 맞다.
• 슬루스밸브는 전개·전폐용이라는 설명이 맞다.
• 플랩밸브는 스톱밸브 또는 역지밸브로 쓰인다는 설명이 맞다.

구름베어링 예압은 전동체의 미끄럼을 억제하기 위한 것이지 늘리기 위한 것이 아니다.

예압을 주면 내부 유격이 없어져 강성이 커지고, 전동체의 선회·공전·자전 미끄럼이 줄며 축 흔들림에 의한 진동·이상음도 방지된다.

오스템퍼링은 재료 전체를 항온 변태시켜 베이나이트 조직을 얻는 열처리로, 표면만 경화시키는 처리가 아니다.

반면 침탄법·질화법은 표면에 탄소·질소를 침투시키고, 고주파 경화법은 표면만 급속 가열·냉각해 경화시키는 표면경화 처리에 해당한다.

벨트식 무단변속기의 가변피치 풀리부는 유욕식이 아니라 그리스로 급유하므로, "유욕식이므로 점검이 필요하다"는 설명은 틀렸다.

벨트가 기름에 닿으면 미끄러지고 열화되므로 풀리부를 오일에 담그는 구조를 쓸 수 없다.

벨트와 풀리의 접촉 위치를 바꿔 유효 직경비를 조절해 변속하는 원리, 미끄럼이 있어 벨트 수명이 일반 벨트보다 짧다는 점, 구동계통 오염에 의한 윤활불량 유의는 모두 맞는 설명이다.

측정량 변화에 대한 지침의 움직임 정도, 즉 최소눈금으로 나타내는 값은 감도이다.

감도가 높을수록 작은 변화에도 지침이 크게 움직여 미세한 차이를 구별하기 쉽다.

정밀도는 반복 측정의 재현성을, 정확도는 참값에 가까운 정도를 나타내는 별개의 개념이다.

축이음 핀이 빠지는 것을 막거나 볼트·너트의 풀림을 방지하는 데 쓰이는 것은 분할핀이다.

너트를 관통시킨 뒤 양 끝을 벌려 고정하는 방식으로 진동에 의한 풀림을 막는다.

코터·평행핀·테이퍼핀은 부품을 축 방향으로 고정하거나 축과 보스를 결합하는 용도로, 풀림방지 전용은 아니다.

주철제 원통 속에 두 축을 맞대어 넣고 키로 고정하는 축이음은 머프 커플링이다.

구조가 단순해 축지름과 하중이 작은 경우에 쓰이지만, 원통이 일체형이라 인장력이 작용하는 축이음에는 부적합하다.

고무 스프링은 기름에 닿거나 직사광선에 노출되면 열화(경화·균열)되므로, "우수한 성능을 발휘한다"는 설명은 틀렸다.

감쇠작용이 커서 진동·충격 흡수에 유리하고, 인장하중에는 약해 피해야 하며, 한 개의 고무로 여러 방향 하중을 동시에 지지할 수 있다는 특징은 모두 맞는 설명이다.

공작기계는 가공 정밀도를 지키기 위해 오히려 강성(rigidity)이 커야 하므로, "강성이 없어야 한다"는 설명은 틀렸다.

강성이 부족하면 절삭력에 의한 변형으로 정밀도가 떨어지고 진동·떨림이 생기기 쉽다.

가공능력, 기계효율·고장률, 제품 정밀도에 관한 나머지 설명은 정상적인 구비조건이다.

서머 릴레이(열동형 계전기) 작동은 과열을 감지해 전동기를 보호하려는 결과이지, 과열을 일으키는 원인이 아니다.

반면 냉각 불충분, 빈번한 기동, 과부하 운전은 모두 전동기 내부 발열을 늘려 실제로 과열을 유발하는 원인이다.

필요한 펌프의 수동력은 약 555 PS이다.

수동력 공식은 $L=\dfrac{\gamma Q H}{75}$이며, 유량을 초당 단위로 바꾸면 $Q=\dfrac{50}{60}\approx0.833\ \mathrm{m^3/s}$이다.

대입하면 $L=\dfrac{1000\times0.833\times50}{75}\approx555\ \mathrm{PS}$로 계산된다.

송풍기 운전 중에는 댐퍼를 완전히 닫은 상태로 두지 않도록 점검해야 하므로, "전폐 상태를 점검한다"는 설명은 틀렸다.

댐퍼를 전폐한 채 운전하면 무부하 상태에서 온도 상승과 서징 위험이 커진다.

운전온도 70℃ 이하 유지, 베어링 진동·윤활유 점검, 베어링 온도가 주위보다 40℃ 이상 높지 않게 관리하는 항목은 모두 정상적인 점검 사항이다.

3번 탭(다듬탭)으로 최종 다듬질하는 것은 정상적인 탭 작업 순서이지, 탭 파손의 원인이 아니다.

탭 작업은 1번(선탭)→2번(중탭)→3번(다듬탭) 순으로 진행해 부하를 분산시키는 것이 정석이다.

오히려 탭이 경사지게 들어가거나 구멍이 작거나 구부러진 경우, 막힌 구멍 바닥에 탭 선단이 닿는 경우가 실제 파손 원인이다.

액상 개스킷은 도포 후 굳기 전에 곧바로 접합해야 하므로, "바른 직후 접합해서는 안 된다"는 설명은 틀렸다.

시간이 지나 표면이 굳으면 접착력과 밀봉성이 떨어지므로 정해진 시간 안에 접합해야 한다.

얇고 균일하게 바르는 것, 접합면의 수분·오물 제거, 대체로 40℃~400℃ 범위에서 사용 가능하다는 설명은 맞는 내용이다.

공기압축기의 윤활에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 압축 과정에서 발생하는 열과 응축되는 수분(물)이다.

고온은 윤활유의 산화·열화를 촉진하고, 압축공기 중 수분은 응축되어 윤활유를 유화시키거나 방청 성능을 떨어뜨려 윤활 상태를 악화시킨다.

반고체인 그리스가 액체로 바뀌기 시작하는 최초의 온도를 가리키는 값은 적점(dropping point)이다.

적점은 규정 용기에 그리스를 담아 가열하면서 첫 방울이 떨어지는 온도를 읽어 구한다. 그 값이 곧 내열성의 지표이며, 어떤 증주제(비누기)를 썼는지 판별하는 근거가 된다. 실사용 상한온도는 안전을 위해 적점보다 상당히 낮게 잡는다.

나머지 용어는 측정 대상이 다르다.

• 점도 — 액체 윤활유의 유동 저항
• 주도 — 규정 원추가 그리스에 파고든 깊이로 나타낸 굳기
• 이유도 — 그리스에서 기유가 분리되어 나오는 정도

급유 방법은 순환식과 비순환식으로 분류된다. 손 급유법, 적하 급유법, 바늘 급유법은 모두 윤활유를 직접 또는 간단한 도구로 부품에 공급하는 비순환식(간헐식) 급유 방법이다. 반면 유욕 급유법은 기어나 베어링을 윤활유에 완전히 잠기게 하여 지속적으로 윤활하는 순환식 급유 방법이므로, 비순환식이 아니다.

베어링 마찰면이 고르지 않아 국부적으로 큰 하중이 걸릴 때, 그 하중을 넓게 퍼뜨려 주는 윤활유의 기능은 응력 분산 작용이다.

유막이 국부적인 고하중을 여러 접촉면에 분산시켜 특정 부위의 손상을 막아준다.

밀봉·세정·마찰감소 작용은 각각 이물질 침입 차단, 마모분 제거, 접촉면 사이 마찰 저감을 담당하는 별개의 기능이다.

그리스를 장시간 방치하거나 사용 중 기유가 그리스로부터 빠져나오는 현상을 이유라 하고, 그 정도를 나타내는 값이 이유도이다.

주도는 그리스의 굳기를, 동점도는 오일의 흐름 저항을, 수세내수도는 물에 씻겨나가는 정도를 나타내는 서로 다른 지표이다.

급유 관리의 실시 방법은 올바른 급유량·급유간격 결정, 급유구·급유통의 청결 유지, 급유관의 누설 점검 등 급유 프로세스와 장비 관리에 집중된다. 보기 2, 3, 4는 모두 급유 실행 및 점검 과정에 해당하나, 보기 1의 '저점도유 사용으로 누유방지'는 윤활유 자체의 물성 선택에 관한 것으로 윤활유 규격 결정 단계에 속하며, 이미 선정된 윤활유를 어떻게 공급·관리하는지에 관한 급유 관리의 실시 방법과는 구분된다.

윤활유의 유화는 수분과의 접촉이 있어야 일어나므로, "수분과의 접촉이 없을 경우"는 유화의 원인이 될 수 없다.

반대로 산화가 진행되거나 가혹한 조건으로 탄화수소분이 변질된 경우, 열화로 이물질분이 늘어 고점도화된 경우는 수분과 결합하기 쉬운 상태를 만들어 유화를 촉진한다.

윤활유가 열화되면 슬러지가 증가하는 것이 일반적이므로, "슬러지가 감소한다"는 설명은 틀렸다.

열화가 진행되면 산화 생성물이 쌓여 점도와 산가가 높아지고 색상도 짙게 변하며, 이 과정에서 침전물인 슬러지도 함께 늘어난다.

파라핀계 기유는 나프텐계 기유보다 점도지수가 높다는 것이 사실이므로, "낮다"는 설명은 틀렸다.

파라핀계는 온도 변화에 따른 점도 변화가 적어(점도지수가 높아) 안정적이며, 휘발성이 낮고 인화점·유동점도 나프텐계보다 높은 편이다.

윤활유를 교환할 때는 열화유를 완전히 배출하고 세척한 뒤 새 오일을 넣어야 하므로, 열화유와 새 오일을 섞어서 교환하는 것은 열화 방지 방법이 될 수 없다.

고온을 피하고, 협잡물이 섞이면 신속히 제거하며, 신규 설비 도입 시 충분히 세척 후 사용하는 것은 모두 올바른 관리 방법이다.

오일을 가열해 발생한 증기에 불꽃을 가까이했을 때 순간적으로 불이 붙는 온도는 인화점이다.

불꽃을 치워도 연소가 계속되는 온도는 연소점, 불꽃 없이도 스스로 발화하는 온도는 착화점으로 서로 구분되는 개념이다.

윤활유의 적정 점도를 정할 때는 운전속도·운전온도·운전하중을 고려하지만, 윤활유의 수명 자체는 점도 선정의 직접적인 고려 요소가 아니다.

속도가 빠를수록, 온도가 높을수록, 하중이 클수록 유막을 유지하기 위해 필요한 점도가 달라지므로 이 세 가지가 점도 선정의 핵심 기준이 된다.

재질 결함이나 과도한 하중으로 이면이 국부적으로 피로 손상되면서 피팅보다 크고 불규칙한 형태로 박리되는 현상은 스폴링이다.

버닝은 과열에 의한 손상, 부식은 화학적 반응에 의한 손상, 리플링은 미끄럼에 의한 파상 마모로 각각 스폴링과는 발생 기구가 다르다.

그리스 윤활의 특징을 평가하는 문항으로, 냉각효과가 틀린 근거다. 그리스는 기유(광유)에 증점제(비누 등)를 섞은 반고체 물질로, 유동성이 매우 낮아 윤활유처럼 순환하지 않기 때문에 냉각 효과가 거의 없다는 것이 그리스 윤활의 본질적 한계다. 반면 보기 1, 3, 4는 모두 옳다: 유동성이 나빠 누설이 적고, 강한 흡착력과 기름막으로 고하중에 견디며, 윤활유처럼 공급 시스템이 필요 없어 설계가 간편하고 저렴하다.

윤활관리의 목적은 윤활비용을 절감하는 것이지 늘리는 것이 아니므로, "성능향상과 윤활비용 증대"라는 설명은 틀렸다.

설비 수명 연장, 가동률 증대, 동력비 절감과 생산량 증대는 모두 윤활관리를 통해 얻고자 하는 정상적인 목적이다.

윤활유가 사용 중 공기 중의 산소를 흡수해 화학반응을 일으키는 열화 인자는 산화이다.

희석은 다른 유체가 섞여 농도가 낮아지는 것, 유화는 수분과 섞이는 것, 이물질 혼입은 외부 오염물이 들어오는 것으로 산화와는 서로 다른 열화 경로이다.

첨가제는 사용 중 손실되지 않도록 증발성이 낮아야 하므로, "증발이 많아야 한다"는 설명은 틀렸다.

기유에 대한 용해도가 좋고 다른 첨가제와 조화를 이루며, 수용성 물질에 녹지 않아 세척·수분에 씻겨나가지 않는 것이 바람직한 첨가제의 성질이다.

탈염 등 전처리를 거친 원유를 상압증류탑에서 가벼운 성분부터 무거운 성분 순으로 분리하는 공정은 증류 공정이다.

끓는점 차이를 이용해 각 유분을 순차적으로 분리해내는 정유공정의 기본 단계이며, 정제·배합·기유 공정은 이후 단계에서 불순물 제거나 제품 배합을 담당하는 별도 공정이다.

급유 방법의 부적당은 윤활유 자체가 아니라 급유 작업·설계상의 문제이므로, 윤활유에 의한 고장 원인으로 보기 어렵다.

부적정유 사용, 오일의 열화·오염, 이종유의 혼합 사용은 모두 윤활유 자체의 품질이나 종류에서 비롯된 고장 원인이다.

베어링 윤활은 마모를 줄여 동력손실을 낮추고 발열을 억제하기 위한 것이지, 동력손실과 발열을 늘리기 위한 것이 아니다.

금속 간 직접 접촉에 의한 소음 방지, 이물질 침입 차단, 마모 감소와 냉각효과에 의한 수명 연장은 모두 정상적인 윤활 목적이다.

ⓐ는 릴리프밸브의 원격 벤트(vent) 포트를 탱크로 열어 주는 2포트 2위치 전자밸브로, 작동하면 펌프 토출유가 저압으로 탱크에 되돌아가는 언로드(무부하) 상태를 만든다.

회로도에서 ⓐ는 위쪽에 솔레노이드, 아래쪽에 스프링이 달려 있고 스프링 위치에서는 두 포트가 막혀 있다. 한쪽 포트는 점선(파일럿 라인)으로 릴리프밸브의 벤트 쪽에, 다른 쪽은 탱크에 연결되어 있어 솔레노이드가 여자되면 릴리프밸브가 거의 0에 가까운 압력에서 전량 개방된다.

덕분에 기계가 멈춰 있는 동안 펌프를 계속 돌려도 동력 손실과 유온 상승을 막을 수 있다. 나머지 기능은 회로의 다른 요소가 맡는다.

• 서지 압력 흡수와 전진 완료 후 클램프 압력 유지 — 압력라인의 축압기와 체크밸브가 담당하며, 체크밸브가 역류를 막아 언로드 중에도 클램프 압력이 남는다
• 전·후진 속도 제어 — 교축(유량제어) 요소의 몫인데 ⓐ에는 교축 기호가 없다

곧고 긴 배관에서 유동에 의한 압력손실 수두를 구하는 대표적인 식은 달시-바이스바하식이다.

관마찰계수와 관 길이·직경, 유속을 이용해 마찰손실수두를 계산하며, 연속방정식은 유량 보존을, 프란틀식·블라시우스식은 마찰계수 자체를 구하는 보조식이라는 점에서 다르다.

셔틀밸브는 두 입구 중 압력이 높은 쪽 신호를 선택해 출구로 보내는 밸브이므로, "안전장치·검사기능·연동제어에 사용된다"는 설명은 틀렸다.

두 입력이 모두 작동해야 신호가 나오는 방식으로 안전장치·연동제어에 활용되는 것은 이중압력밸브(AND밸브)의 기능이다.

• 감압밸브는 2차측 압력을 일정하게 유지한다는 설명이 맞다.
• 압력 스위치는 공기압력 신호를 전기신호로 바꾼다는 설명이 맞다.
• 시퀀스밸브는 액추에이터를 정해진 순서로 작동시킨다는 설명이 맞다.

튜브 안 피스톤에 붙은 자석과 튜브 바깥의 환형 자석 몸체가 자력 커플링으로 결속되어, 피스톤이 움직이면 바깥 몸체가 튜브를 따라 함께 이송되는 것은 로드리스 실린더다.

사진처럼 피스톤 로드가 밖으로 나오지 않으므로 행정 길이만큼의 여유 공간이 필요 없고, 같은 스트로크를 훨씬 짧은 설치 길이로 얻는다. 로드 좌굴 걱정도 적어 긴 스트로크의 반송 장치에 널리 쓴다.

다른 실린더는 구조가 다르다.

• 충격 실린더 — 급속 배기로 큰 속도와 충격력을 내는 실린더
• 탠덤 실린더 — 피스톤을 직렬로 겹쳐 같은 지름에서 출력을 키운 실린더
• 양로드형 실린더 — 피스톤 양쪽으로 로드가 나와 전·후진 속도와 힘이 같은 실린더

설비 고장으로 인한 정지가 가동률 저하의 가장 큰 요인이다.

가동률은 부하시간에서 정지시간을 뺀 가동시간의 비율로 계산되는데, 자동화방식이나 제어방식·작업조건에 따른 효율 차이는 이미 가동 중인 상태에서의 성능 문제인 반면, 고장정지는 설비를 아예 멈추게 해 가동시간 자체를 직접 잠식하므로 영향이 가장 크다.

점도가 낮고 비열이 클 것이 변압기유의 요구사항이다.

점도가 낮아야 대류에 의한 냉각 순환이 원활하고, 비열이 커야 열을 잘 흡수해 냉각 효과가 높아진다.

• 산화가 잘 되면 슬러지가 생겨 절연·냉각 성능이 떨어지므로 산화안정성이 좋아야 한다.
• 절연 내력은 커야 절연유 역할을 할 수 있다.
• 인화점은 높고 응고점(유동점)은 낮아야 안전하고 저온에서도 유동성을 유지한다.

공유압 전기 시퀀스 제어회로는 대상시스템의 동작순서를 반드시 고려해 설계해야 하므로, 이를 고려하지 않는다는 설명은 틀린 내용이다.

시퀀스 제어는 정해진 순서에 따라 각 단계를 차례로 진행시키는 제어이므로 동작순서 파악이 설계의 출발점이며, 비용·관리자 수준 등 운용 여건과 충분한 사전 분석, 절차에 따른 순차 진행도 함께 고려해야 한다.

입력된 제어신호를 분석·처리해 필요한 제어명령을 내리는 곳은 신호처리부(시그널 프로세서)다.

센서는 상태를 감지해 신호를 만들고, 액추에이터는 명령을 받아 실제 동작을 수행하는 출력장치이므로, 신호를 판단·처리하는 역할은 그 사이에 있는 신호처리부(제어부)가 담당한다.

절대진공도는 표준대기압 - 진공계압력으로 정의되는데, 보기 3번은 더하기(+)로 표현하여 틀렸다. 진공도는 대기압과 절대압력의 차이로, 절대진공도 = 표준대기압 - 절대압력(또는 = 표준대기압 - 진공계압력)이 올바른 공식이다. 나머지 보기들은 모두 정확하다: 진공도는 절대압력 기준으로 표시되고(1번), 절대압력 = 계기압력 + 대기압(2번), 정압·부압 정의도 올바르다(4번).

유체 흐름에서 난류와 층류를 구별하는 기준은 레이놀즈 수이다.

레이놀즈 수는 유체의 관성력과 점성력의 비로 정의되며, 이 값이 임계값보다 작으면 층류, 크면 난류로 판정한다.

점도지수·동점도계수는 유체 자체의 점성 특성을, 체적탄성계수는 압축성을 나타내는 값으로 흐름 상태 구분과는 관계가 없다.

핸들링은 물체의 외관을 바꾸지 않고 필요한 때 필요한 장소로 이동·운반·저장·보관하는 것과 관련된 공정을 말한다.

• 소재에 치수·형상 등을 부여하는 공정은 가공이다.
• 부품들을 결합해 반제품·제품을 만드는 공정은 조립이다.
• 완성품이 목적에 맞는지 확인하는 공정은 검사다.

공기압축기 토출부 직후에 설치해 압축공기를 강제 냉각시켜 관로 중 수분을 분리·제거하는 기기는 냉각기(애프터쿨러)이다.

압축 직후의 고온 공기를 식혀 포화수증기를 응축시켜야 이후 드레인 분리기 등에서 수분을 효과적으로 걸러낼 수 있으므로, 냉각 기능은 토출부 바로 뒤에서 이루어진다.

터빈 펌프는 용적형이 아닌 터보(비용적)형 유압펌프에 속한다.

기어 펌프·베인 펌프·왕복동 펌프는 일정한 용적의 공간에 유체를 가두었다가 밀어내는 방식으로 유량을 만드는 용적형 펌프인 반면, 터빈 펌프는 날개차의 회전에 의한 운동에너지 전달로 유체를 이송하는 방식이라 용적형으로 분류되지 않는다.

실린더 설치 시 요동(흔들림)이 허용되는 방식은 트러니언형이다.

트러니언형은 실린더 몸체 측면에 회전축(트러니언)을 두어 부하 방향 변화에 따라 실린더가 요동할 수 있도록 지지하는 방식이며, 풋형·플랜지형·나사형은 실린더를 고정 지지하는 방식으로 요동을 허용하지 않는다.

자동화의 기본 요소는 감지장치·제어장치·작동장치 세 가지이며, 저장장치는 이에 포함되지 않는다.

자동화 시스템은 상태를 감지(센싱)하고 이를 바탕으로 판단·명령을 내리며(제어) 실제 동작을 수행(작동)하는 흐름으로 구성되므로, 정보를 보관하는 저장장치는 자동화의 기본 3요소와는 성격이 다르다.

공동현상(캐비테이션)을 방지하기 위해 펌프 흡입구나 부(-)압 발생 부분에서 일정 압력 이하로 내려가면 포핏이 열려 압유를 보충하는 장치는 흡입형 체크 밸브다. 이 밸브는 정상 작동 시에는 체크 밸브로 역류를 차단하지만, 흡입 측 압력이 설정값 이하로 떨어지면 스프링이 압축되어 포핏이 열려 대기압 또는 고압 유압을 흡입하여 부압을 해소한다.

• 감속 밸브: 속도 제어용이다.
• 압력 제어 밸브: 시스템 최대 압력 조절용이다.
• 카운터 밸런스 밸브: 부하 지지용이다.

이들은 공동현상 방지와 맞지 않는다.

회로는 두 개의 정상상태 열림(Normally Open) 방향전환밸브가 직렬로 연결되고 스프링에 의해 복귀되는 구조로, A와 B 어느 한쪽이라도 눌리면 배기 통로가 열려 출력 Y가 차단되고, A와 B 모두 눌리지 않아야만 출력 Y가 나오는 형태이다. 이는 두 입력이 모두 0일 때만 출력이 1이 되는 논리, 즉 NOR 동작과 동일하다.

O링은 사용 중 형태 복원력이 유지되어야 하므로 압축 영구 변형이 적어야 하며, 많아야 한다는 설명은 틀린 구비조건이다.

압축 영구 변형이 크면 힘을 제거해도 눌린 형태가 그대로 남아 밀봉면과의 접촉압이 줄어들어 누설이 발생하기 쉽다.

내유성·내마모성이 좋고 사용 온도 범위가 넓어야 한다는 나머지 조건들은 모두 O링에 요구되는 정상적인 성능이다.

유압 실린더의 속도가 빨라진 것은 유량이 충분히 공급되고 있음을 보여주는 결과이지, 펌프 토출 유량을 감소시키는 직접적인 원인은 아니다.

• 공기가 흡입되면 기포로 인해 실질적인 유량 전달이 줄어든다.
• 작동유 점도가 너무 높으면 내부 저항이 커져 충전 효율이 떨어진다.
• 작동유 점도가 너무 낮으면 내부 누설(슬립)이 늘어 유효 토출량이 줄어든다.

b접점(break contact, 상시폐로접점)은 조작하기 전에는 닫혀 있고, 조작하는 동안에만 열린다. a접점은 반대로 평소에 열려 있다가 조작하는 동안에만 닫힌다. c접점은 a접점과 b접점이 공통단자를 함께 쓰는 전환접점이다.