위험기계·기구 검사방법 크레인 2006. 10. 교재자료개발팀

목 차 크레인 정의 및 용어 크레인 종류 크레인 방호장치 와이어로프(Wire Rope) 와이어로프 검사 크레인 검사

I. 크레인 정의 및 용어

산업안전기준에 관한 규칙에서 정하는 크레인 동력을 사용하여 중량물을 권상(인력에 의한 것 제외) 수평 또는 선회 운반하는 것을 목적으로 하는 기계장치 (인력에 의한 것 포함) 따라서, 중량물의 권상을 인력으로 행하는 장치는 중량물의 수평 또는 선회 이동을 동력으로 하여도 크레인에는 포함되지 않음 중량물 수평 이동 동력을 사용한 중량물 권상

호이스트(Hoist) 와이어로프와 체인, 2종류의 형식으로 구분하고 권상 또는 횡행에 필요한 장치가 일체형으로 되어 있는 것 더블레일식(Double Rail) 정치식(Suspension) 모노레일식(Mono Rail)

권상하중(Hoisting Load) 정격하중(Rated Load) 크레인의 구조와 재료에 따라 들어올릴 수 있는 최대 하중으로 달기 기구의 중량을 포함 정격하중(Rated Load) 크레인의 권상하중에서 훅, 크래브 등 달기 기구의 중량을 뺀 하중

작업반경(Working Area) 정격속도(Rated Speed) 지브 크레인의 회전 중심과 달기 기구의 중심과의 수평 투영면 상에 있어서의 거리 정격속도(Rated Speed) 크레인에 정격하중에 상당하는 중량을 매달고 권상, 주행, 선회 또는 횡행할 수 있는 최고 속도

기복(Luffing) 수평기복(Level Luffing) 수직면에서 지브 각(Angle)의 변화

주행(Traveling) 횡행(Traversing) 천장크레인, 지브 크레인, 갠트리 크레인 등이 주행레일을 따라 크레인 전체가 이동하는 것 횡행(Traversing) 크래브가 거더(Girder), 트랙, 로프, 지브 등을 따라 이동하는 것

II. 크레인 종류

크레인은 구조, 달기 기구, 운동형태, 구동방식, 선회방식, 설치방식 등에 따라 분류 구조에 의한 분류 천장크레인 갠트리 크레인 지브 크레인 케이블 크레인 운동형태에 의한 분류 기초고정 크레인 클라이밍 크레인 기초이동 크레인 반경형 크레인 달기 기구에 의한 분류 훅 크레인 인양 전자석 크레인 래들(Ladle) 크레인 통(Tong) 크레인 구동방식에 의한 분류 수동(인력)식 크레인 전동식 크레인 유압식 크레인 공압식 크레인

천장크레인(Overhead traveling Crane) 갠트리 크레인 벽형 지브 크레인

지브 크레인(Jib Crane)

T형 타워 크레인 트롤리식 망치형 크레인

인입 크레인(Luffing Crane)

천장크레인 구조

III. 크레인 방호장치

과부하 방지장치 과부하 방지장치(Over load limiter) 과부하 방지장치 성능 크레인으로 하물을 권상 시 최대 허용하중(정격하중의 110%) 이상이 되면 과적재를 알리면서 자동으로 운반작업을 중단시켜 과적에 의한 사고 예방장치 과부하 방지장치 성능 정격하중의 110%에서 동작(타워크레인:105%)할 것 과부하 시 자동으로 경보가 울리면서 전원이 차단 성능검정 합격품일 것(산안법 제 33조) 설정치는 임의로 조정할 수 없도록 외함을 납으로 봉인

과부하 방지장치의 선정 과부하 방지장치 설치 장소 주권과 보권 동시 사용 또는 크래브(Crab) 병렬운전 시 총 권상 하중이 크레인 각각의 정격하중을 합한 값 이내로 제한 지브 각도, 길이별 하중이 달라지는 지브 크레인 등 모멘트 리미터(Moment Limiter)사용 외함의 권선 인입부는 고무 등으로 밀폐되어 물·먼지 등이 들어가지 않는 구조 성능검정 유효기간 확인 과부하 방지장치 설치 장소 크레인 또는 호이스트(Hoist) 제어반 내부에 설치 금지 잘 보이고 쉽게 점검할 수 있는 위치 즉, 통로 또는 제어반 외부에 설치 운전실이 있는 경우, 운전실 내에 설치하거나 경보설비를 추가로 운전실 내에 설치

기계식 과부하 방지장치 3상 또는 유도 전동기를 사용하는 크레인을 보호 스프링의 탄성력을 이용한 정지형 안전장치 부하의 하중을 스프링에 작용하는 하중으로 환산 스프링의 정격 탄성력 이상으로 작동 시 내부의 마이크로 스위치 동작

전기식 과부하 방지장치 권상 모터의 과전류를 감지하여 제어하는 방식 권상 모터가 동작할 때만 전류변환기(CT)가 감지하여 동작 정지상태에서는 과부하 감지 불가능(리프트, 곤돌라, 승강기 사용불가)

전자식 과부하 방지장치 스트레인 게이지(로드 셀)부 및 컨트롤부로 구성 로드 셀에 부착된 스트레인 게이지의 전기식 저항값의 변화에 따라 동작 감지 로드 셀의 제조 능력에 따라 감지 능력의 성능 결정 스트레인 게이지

전자식 과부하 방지장치 시브(Sheave) 고정형 와이어로프 고정형

과부하 방지장치 특성 종류 원리 적용기계 비고 전자식 (J-1) 스트레인 게이지를 이용한 전자 감응방식 크레인,곤돌라,리프트,승강기 모멘트 리미터(Moment Limiter) 포함 전기식 (J-2) 권상 모터 부하 변동에 의한 전류 변화 감지 크레인 정지상태는 감지가 안되므로 곤돌라, 리프트, 승강기에는 사용 불가 기계식 (J-3) 과적재 시 하중의 압력에 의해 기계·기구학적으로 스프링을 눌러 마이크로 스위치 작동 전기장치가 없어 방폭구조 및 구조물 자체감지 가능

권과 방지장치 권과 방지장치(Over winding limiter) 권과 방지장치 성능 크레인으로 권상 작업 시 훅이 과도하게 올라가 트롤리 프레임 또는 호이스트 드럼에 부딪쳐 와이어로프 파단으로 인한 하물의 추락 방지 크레인의 파손으로 인한 낙하재해 예방 안전장치 권과 방지장치 성능 권과방지를 위하여 자동적으로 동력을 차단하고 작동을 제동할 것 훅 등 달기 기구의 상부와 드럼, 시브 등 기타 당해 상부가 접촉할 우려가 있는 것 : 하부와의 간격 0.25m 이상 직동식 권과방지장치 : 0.5m 이상일 것 용이하게 점검할 수 있는 구조일 것

나사형 권과 방지장치 와이어로프 드럼과 연동하여 나사봉이 회전하면 엑츄에이터(Actuator)가 권상 또는 권하 거리에 비례하여 이동 엑츄에이터(Actuator)가 좌우 극한점에 도달하면 스위치 레버에 의해 회로를 개방하여 전원 차단 나사형

캠형 권과 방지장치 와이어로프 드럼과 연동하여 원판 모양의 캠이 회전하면 볼록 및 오목한 캠에 의해 스위치 레버 작동 전 양정에 대하여 1회전 이내의 회전각에 따라 스위치 작동 1차 : 12도 2차 : 15도 캠형

캠형 권과 방지장치 LIMIT CAM SWITCH 캠형

중추형 권과 방지장치 훅이 과도하게 상승하여 중추에 직접 닿았을 때 작동되는 방식 작동 위치의 오차가 작으며 작동 후 복귀거리가 짧음 와이어로프 교체 후 위치의 재조정 불필요 중추형

중추형 권과 방지장치 추 중추 캠

훅 해지장치 훅 해지장치(Hook safety latch) 줄걸이 용구인 와이어로프 슬링 또는 체인, 섬유벨트 슬링 등을 훅에 걸고 작업 시 이탈하지 않도록 방지하는 장치 훅과 훅 해지장치

충돌방지장치 충돌방지장치(Anti-collision) 충돌방지장치 설치 상의 유의점 동일한 주행로 상에 2대 이상의 크레인이 설치되는 경우 크레인 상호간의 충돌을 방지하기 위한 장치 충돌방지장치 설치 상의 유의점 크레인 2대를 접근시켰을 때 운전속도를 고려한 설정거리에서 자동으로 정지하고 경보가 울릴 것 운전실이 있는 경우 경보설비의 부저(Buzzer)는 운전실 내에 설치

레버형 리미트 스위치식 크레인 본체에 리미트 스위치를 설치하고 상대측 크레인에 엑츄에이터(Actuator)설치 크레인이 충돌하기 직전 스위치가 동작하여 주행 정지

빛 또는 초음파식 한쪽의 크레인에서 빛 또는 초음파를 일정한 방향으로 발사 두 크레인이 가까워지면 수광기가 이를 감지하여 경보를 울리거나 주행회로를 차단

광선식 충돌방지장치 원리

급출발 방지장치 급출발 방지장치(Soft starter) 크레인의 주행 출발 시 시동 토크가 커서 가속 토크로 인한 충격 시동 시동시간이 짧아지고 진동이 커지는 원인으로 작용 전원의 S상에 Thyristor을 삽입하여 시동시간과 시동전압 제어

비상정지장치 비상정지장치(Emergency stop switch) 비상정지장치 조건 크레인 작동 중 이상 상태 발생 시 급정지 시킬 수 있는 장치 비상정지장치 조건 스위치의 복귀로 비상정지 조작 직전의 작동이 자동으로 돼서는 안되며 운전 조작을 처음의 시동 상태에서 시작하도록 회로를 구성 비상정지용 누름 버튼은 적색으로 머리 부분이 돌출되고 수동 복귀되는 형식

비상정지장치

비상정지장치 회로 구성 스위치 접점의 형식은 순시 접점을 사용하고 평상 시 닫힘(Normal Close)상태를 유지 비상버튼 조작하면 열림 상태유지, 복귀버튼 조작하면 닫힘 상태유지하고 잠금형(Lock type)이어야 함

기타 방호장치 레일 정지기구 : 레일에서 크레인의 이탈을 방지하는 정지기구(Stopper) 회전부 방호장치 : 회전 부위의 보호 덮개 선회각도 제한 스위치 : 과선회에 의한 인접 구조물과의 충돌 방지 지브길이별 하중제한 표시 : 지브 길이별 제한하중을 알 수 있도록 표시 경사각 지시장치 : 지브 기복 시 경사각도를 운전자가 확인할 수 있는 지시장치 정전 보호장치 : 인양 전자석 크레인에서 정전 시를 대비한 전원 공급장치(최소 10분 이상의 용량 이상일 것)

IV. 와이어로프(Wire Rope)

와이어로프 구조 및 재질 와이어로프는 심강(Core), 가닥(Strand), 소선으로 구성 소선 재질은 양질의 탄소강 : 인장강도 150~180㎏/㎠

와이어로프 구성 와이어로프 표기 방법 일반적으로 6개 이상의 가닥으로 구성 동일 크기의 와이어로프라도 소선이 가늘고 소선 수가 많은 경우 유연성이 좋음 와이어로프 표기 방법

와이어로프 꼬임 방법 와이어로프 꼬임 모양과 방향 보통 꼬임 랭 꼬임 로프를 구성하는 스트랜드의 꼬임 방향과 스트랜드를 구성하는 소선의 꼬임 방향이 반대로 된 것 랭 꼬임 로프를 구성하는 스트랜드의 꼬임 방향과 스트랜드를 구성하는 소선의 꼬임 방향이 동일한 것 와이어로프 꼬임 모양과 방향

와이어로프 안전율 계산 크레인의 양정이 50m 이상의 경우 와이어로프 자중을 고려 권상 하중 계산 시 훅(Hook)의 자중을 더하여 산정

와이어로프 안전율 기준 와이어로프 종류 안전율(f) 권상용 와이어로프 지브 기복용 와이어로프 및 케이블 크레인의 주행용 와이어로프 5.0 지브 지지용 와이어로프 보조로프 및 고정용 와이어로프 4.0 케이블 크레인 주로프 레일로프 2.7 운전실 등 권상용 로프 9.0

와이어로프 끝단 처리 방법

와이어로프 끝단 이음 효율 끝단 가공처리 방법 효 율 비 고 소켓(Socket) 100% - 팀블(Thimble) 92~95% 효 율 비 고 소켓(Socket) 100% - 팀블(Thimble) 92~95% 24mm : 95% 26mm : 92.5% 웨지(Wedge) 75~90% 아이 스플라이스 (Eye Splice) 82~90% 6mm : 90%, 9mm : 88% 12mm : 86%, 18mm : 82% 클립(Clip) 75~80%

클립 체결 방법 클립 체결 시 주의사항 클립 체결 간격은 와이어로프 지름의 6배 이상 클립간 와이어로프에 틈새가 없을 것 클립은 균등히 체결되어 있을 것

와이어로프 지름에 따른 클립 사용 수 와이어로프 지름(㎜) 클립 수량 클립 간격(㎜) 38 8 250 36 7 230 32 6 200 28 5 180 24 150 22 130 18 100 9~16 4 80

V. 와이어로프 검사

검사방법 도드래와 접촉이 많은 부분을 중심으로 검사 검사는 단계별로 실시하고 폐기 기준에 해당되면 즉시 폐기 검사순서

제 1단계 : 형상 변형상태 검사

제 2단계 : 마모·부식상태 검사 제 3단계 : 소선 단선(파단)상태 검사 단선이 발견되면 단선 주변의 그리스나 오염물질 제거 후 다시 점검하고 점검 후에는 그리스 재주입

와이어로프 폐기 기준 외측 부분 단선 스트랜드(Strand) 사이의 단선 사용 중인 와이어로프를 점검하고 폐기 기준 단선 수 이상이면 즉시 폐기 스트랜드(Strand) 사이의 단선 1개라도 발견되면 즉시 폐기

와이어로프 폐기 기준 단선 수 와이어로프 구성 와이어로프 구성 단 선 수 검 사 길 이 6 × d 30 × d 단    선    수 검  사  길  이 6 × d 30 × d 18 × 7, 19 ×  7 4 8  6 × Fi(25)  6 × WS(26)  6 × P․WS(26) 34 × 7, 35 × 7 5 10  6 × Fi(29)  6 × WS(31) 6 11 13  6 × WS(36)  6 × P․WS(36) 7 14  6 × SeS(37) 16  6 × WS(41) 9 18  6 × 37 19  4 × F(40)  3 × F(40 2 와이어로프 구성 * IWRC 규격도 동일하게 적용함 * d : 와이어로프 지름

VI. 크레인 검사 기준

검사 목적 검사 정의 사업장의 자율적인 안전·보건의 확보 기계기구 및 설비에 의한 인적, 경제적 손실 예방 기계기구 및 설비의 성능 및 내용 수명 보장 검사 정의 제품이나 기계기구 또는 설비의 본래 목적에 위배됨이 없이 유지되는지 여부 판단 사용목적에 적정한 성능의 발휘 유무 등에 대한 육안,타진, 장비활용 등으로 검사하여 안전성을 판정

관계 법령 자체검사 의무자 검사 주기 산업안전보건법 제 36조 동법 시행규칙 제 73조 노동부 고시 제 2004-14호(기계기구 등 자체검사 규정) 자체검사 의무자 검사 대상품을 사용하는 사업주 검사 주기 6개월마다 1회 이상 실시 (다만, 타워크레인은 3개월마다 실시)

검사서 작성 내용 검사 항목 검사 년월일 검사 방법 및 항목 검사 부분 및 검사 결과 검사자의 성명 검사 결과에 대한 조치 과부하 방지장치, 권과 방지장치 등의 이상 유무 브레이크 및 클러치의 이상 유무 와이어로프 및 달기 체인의 손상 유무 훅 등 달기 기구의 손상 유무 배선, 집전장치, 배전반, 개폐기 등의 이상 유무

검사계획 수립 계 획 수 립 검 사 준 비 검 사 실 시 처 리 검 사 결 과 조 치 조치결과 확인 검사원 임명   검 사 준 비 검 사 실 시 검사원 임명 연간 검사계획 수립         설비이력 파악               육안검사 - 변형, 발열, 흔들림, 유동, 부식, 마모, 기능 정상여부 등 검사기기 - 부식, 마모, 재질, 균열, 진동 등 처   리 검  사  결  과 조 치 검사결과에 대한 개선대책수립 소요예산 및 조치방법 결정 개선책임자 임명 이상 판정 시 보수 등 필요조치 사용 중지(위험) 판정 시 개선완료 전 가동엄금 조치결과 확인

크레인 검사 순서 I 주행 RAIL WALK WAY 거더와 새들 1. 주행 RAIL - RAIL 직진도, 마모상태   WALK WAY 거더와 새들 1. 주행 RAIL  - RAIL 직진도, 마모상태   - RAIL CLAMP 상태 2. RAIL지지 구조물  - 균열 등 이상유무 3. RAIL 접지상태          1. 수직사다리 및 계단의 상태 2. 난간 설치상태 구조물의 CRACK  등 이상유무 2. 주행장치   - 차륜 마모상태   - 치차의 결함 및    - 커플링 상태 3. 횡행 RAIL 직진도 및 마모상태

크레인 검사 순서 II 권상, 횡행장치 운 전 실 주행, 횡행시험 1. 횡행 - 차륜 마모상태 - 모터 작동상태 2. 권상장치   운 전 실 주행, 횡행시험 1. 횡행   - 차륜 마모상태  - 모터 작동상태 2. 권상장치   - 모터, 브레이크 상태   - 감속기 작동상태   - 드럼, 로프 감김          1. 조작스위치 배열 2. 조작스위치 이상 유무 3. 비상정지장치 설치  및 작동상태 4. 크레인 표준 신호가 부착되어 있는지 여부 1. 이상 소음 및 진동 2. STOPPER 설치 및 차륜정지상태 3. 브레이크 작동상태 4. 충돌방지장치 작동상태(해당 시)

크레인 검사 순서 III 권상 시험 하중시험 전 기 1. 권과 방지장치 작동 상태 2. WIRE ROPE(마모)   하중시험 전   기 1. 권과 방지장치 작동 상태 2. WIRE ROPE(마모) 3. HOOK 및 HOOK BLOCK의 이상유무          1. 하중 : 정격 100% - 주행, 횡행, 권상 시 이상 유무   - 거더 처짐 상태 2. 하중 : 정격 110%  - 과부하 방지장치 작동상태 1. 스위치 정격용량 사용 여부 2. 배선피복, 지지기구 3. 집전장치 4. 전자 접촉기 작동 5. 절연 및 접지저항 측정

검사서 작성 포인트 검사결과의 조치 기록 누락이 없을 것 검사 부분 누락이 없을 것 판정 오차가 없을 것 내용 불명 및 착오가 없을 것 종합 판정 기입을 할 것 검사결과의 조치 ‘판정’에는 양호, 폐기 등 판정만을 기록할 것 ‘조치’에는 조정, 복구, 수리, 보수 내용 등을 기록 판정 표기는 반드시 할 것 측정값 및 계산치 등의 기록은 철저히 할 것

천장 크레인 및 호이스트 크레인 자체검사표 검 사 부 분 검사항목 검사결과 조치내용 사업장명 (산재번호) ( ) 검사대상품명    (               ) 검사대상품명 □크레인 □호이스트 제조사명 기 계 형 식 형 식 번 호 기계번호 제조년월일 검사년월일 정격하중      TON,     TON 설치년월일 차기검사일 운전방식 □ 운전실 탑승 □ 펜던트 스위치 □ 리모컨 □ 기 타 규      격  양정 :        M □ 완성․성능검사 □ 정기검사 □ 비 적 용 검사년월일:  합격번호:  스팬 :        M 검 사 부 분 검사항목 검사결과 조치내용 주행레일     강 구조부분 운전실  거더 및 새들 횡행레일  주행 및 횡행기계장치   권상 기계장치    ◦ 레일의 마모, 변형 ◦ 레일부착볼트 이완 ◦ 운전실과 거더 부착부 ◦ 컨트롤러 표시 ◦ 차륜 정지장치 ◦ 전동기    - 고정 베이스 균열    - 부착볼트 이완 ◦ 커플링    - 키 및 키홈, 축심(軸心)  ◦ 장축 및 기타 축    - 키 및 키홈 ◦ 베어링    - 베어링 손상 및 급유상태

감 사 합 니 다 집필 : 구문희(한국산업안전공단) 편집 및 제작 : 교재자료개발팀