작성자: Kyle Nannenga, Donaldson Torit 플리츠 백 전문가
모든 산업에는 공정에서 계획된 활동이 이뤄지지 않는 기간이 있습니다. 공장 운영에서 이 기간은 종종 생산 장비가 오프라인 상태이거나 사용할 수 없는 기간을 의미합니다. 이러한 기간을 가동 중지 시간이라고 하며, 장비 측면과 생산 시간 손실 측면에서 비용이 매우 많이 들 수 있습니다.
공장이 하루 24시간, 일주일 7일, 1년 365일 문제 없이 가동되기를 기대하는 것은 비현실적인 일입니다. 따라서 공장 관리자는 시스템에 대한 유지 관리를 수행하는 기간을 계획해야 합니다.
가동 중지 시간에는 계획된 가동 중지 시간과 계획되지 않은 가동 중지 시간이라는 두 가지 유형이 있습니다. 각각에 따른 비용도 있습니다.
계획된 가동 중지 시간
대부분 공장의 운영 계획에는 예방적 유지 관리를 위해 특정 장비를 오프라인으로 전환하는 주, 월, 분기 및/또는 연도가 예정되어 있습니다. 이렇게 장비를 생산에서 제외하는 시기를 일반적으로 예약된 또는 계획된 가동 중지 시간이라고 합니다. 이러한 계획된 가동 중지 시간은 계획되지 않은 생산 중단을 방지하기 위해 반드시 필요합니다. 이러한 정기적인 검토를 미리 예약하면 유지 관리 점검 및/또는 장비 수리에 필요한 시간을 확보하여 장비가 필요한 용량으로 작동하는지 확인할 수 있습니다.
계획되지 않은 가동 중지 시간
이름에서 알 수 있다시피 계획되지 않은 가동 중지 시간은 예기치 않게 발생하여 예측하기 어렵습니다. 이러한 계획되지 않은 가동 중지 시간은 공장 운영에 상당한 지장을 초래합니다. 계획되지 않은 가동 중지 시간이 발생할 때 공장 직원은 보통 한 가지 목표를 염두에 둡니다. 최대한 빨리 생산을 재가동하고 실행하는 것입니다. 공장이 가동되지 않으면 매 순간 손실이 발생합니다. 시간당 수천 달러에서 수십만 달러의 손실이 발생할 수 있습니다!
가동 중지 시간 인식
기업들은 산업별 생산 손실 평균 비용에 대해 실시한 연구를 통해 운영에서 계획되지 않은 가동 중지 시간과 계획된 가동 중지 시간을 모두 줄이는 것이 중요하다는 사실을 잘 알고 있습니다.
현재 유지 관리 책임자는 생산 장비의 작동 수명 및 안정성을 높이고, 생산 가동 중지 시간을 줄이며, 생산 환경의 전반적인 안전 및 작업 환경을 개선하는 업무를 담당하고 있습니다. 이러한 요구로 인해 생산 장비에 쓰이는 제품 품질의 중요성과 공장 운영에서 유지 관리의 중요성이 모두 강조되어 왔습니다.
유지 관리 책임자들이 집중하는 한 가지 영역은 집진 장비의 성능 향상과 수명 연장입니다.
분진 제어
많은 공장에서 분진 제어는 생산 공정에서 필수적인 부분입니다. 집진기는 필터 수신기(공압 대량 자재 이송 및 중앙집중식 진공 시스템에 주로 사용), 성가신 분진 집진기(백 덤프, 빈 벤트, 대량 패키징, 기동차 및 트럭 적재, 컨베이어벨트), 공정 벤틸레이션 시스템(그라인딩, 밀링, 분쇄, 건조, 혼합)에서 발생하는 분진을 처리합니다.
공장 운영에서 가장 흔히 사용되는 집진기는 전통적인 백하우스 집진기입니다. 기존의 백하우스 집진기는 백 필터 또는 Socks를 사용하여 전달되는 공기 흐름에서 분진을 제거합니다. 수많은 백하우스가 축적된 먼지층을 제거하고 필터의 흐름 특성을 되돌리기 위해 주기적으로 이러한 필터를 압축 공기로 펄스 클리닝하여 필터 수명을 연장합니다.
백하우스는 산업에서 수십 년 동안 사용되어 왔습니다. 백하우스가 노후화될수록 작동을 유지하기 위한 적극적 관리(TLC) 또는 예방적 유지 관리(PM)가 더 요구되며, 백하우스가 클수록 백 필터에 TLC가 더 많이 필요합니다. 일반적으로 백 필터가 교체되는 이유는 평균 압력 강하가 너무 높거나 백을 손상시킬 수 있는 이상 상태(예시: 백 마모, 분진 블라인딩, 온도 급상승, 단순 오용)가 확인되기 때문입니다.
집진기에서 필터를 변경하는 것은 매우 노동 집약적이고, 시간이 많이 소요되며, 솔직히 말해서 내키지 않는 과정일 수 있습니다. 필터 지지 케이지를 분리한 후 더러워진 백을 제거하는 과정에는 엄청난 시간이 소모될 수 있습니다. 필터 백의 양과 집진기의 설계에 따라 필터 백 교환을 완료하는 데 걸리는 총 시간은 24시간을 쉽게 초과할 수 있습니다. 이 공정이 계획된 가동 중지 시간이더라도 공장 운영에서 계획한 가동 중단 내에 할당한 리소스를 크게 초과할 수 있습니다.
비정상적인 상태(예: 부서지거나 마모된 백, 백의 조기 블라인딩 또는 고온 이동으로 인한 백 손상)가 발생할 경우 계획되지 않은 가동 중지 시간은 분초를 다투며 위태롭고 비용이 많이 드는 상황으로 확대되게 됩니다. 교체용 백이 재고가 없을 경우 유지 관리 책임자는 교체용 백의 신속한 배송을 위해 추가 비용을 지불해야 할 수 있으며, 이로 인해 때로는 수천 달러의 추가 비용이 발생할 수도 있습니다. 공장에서 백을 수령하더라도 공장 직원이 백을 완전히 교체하는 데 12~24시간 이상 걸릴 수 있습니다. 예상치 못한 백 교체 비용과 백을 빨리 수령하기 위한 신속한 운송 비용 외에 별도로 고려해야 할 중요한 비용은 바로 생산 손실 시간당 비용입니다. 일부 시설과 산업에서는 이러한 이상 상태로 인해 공장 한 곳에서만 25만 달러 이상의 생산 손실이 발생할 수 있습니다!
가동 중지 시간 최소화
계획된 가동 중지 시간과 계획되지 않은 가동 중지 시간을 최소화하기 위한 과제 중 하나는 필터 교체 작업을 수행하는 데 필요한 리소스 시간을 줄이는 동시에 필터의 사용 기간을 연장하는 것입니다. 수명이 길어지고 교체가 빨라질수록 가동 중지 시간 비용이 절감됩니다. 이러한 현실적 이점 때문에 백하우스 작동을 위한 필터 구매 양상은 기존 백 필터에서 플리츠 백 필터로 전환되고 있습니다.
플리츠 백 필터 사례
플리츠 백 필터는 기존 백 필터의 기능적 이점과 카트리지 필터 기술의 이점을 모두 갖추고 있습니다. 플리츠 백 여과지는 스펀본드 폴리에스테르, ePTFE 멤브레인, 스펀본드 기반의 미세섬유로 제공됩니다. 이러한 각 여과지 옵션을 통해 플리츠 백 필터의 효율을 최적화할 수 있습니다. 플리츠 백 여과지는 기존 백 필터보다 길이가 훨씬 짧은 필터 패키지로 제조되었지만, 더 높은 효율을 제공하고 더 많은 필터 여과지를 포함할 수 있습니다. 플리츠 백 필터는 이러한 기능 덕분에 기존 백 필터보다 평균 2~3배 오래 사용할 수 있습니다.
추천
플리츠 백이 가동 중지 시간을 최소화하는 방법
기존 백 필터와 케이지를 대신하는 플리츠 백 필터는 필터 수명을 늘려 주고, 유지 관리를 줄여 줍니다. 공장 직원은 필터를 교체하는 동안 필터 지지 케이지와 필터 백을 당길 필요가 없습니다. 플리츠 백의 일체형 설계 덕분에 플리츠 백 필터를 빠르고 쉽게 설치하거나 분리할 수 있습니다. 설치가 용이한 만큼 교체 시에도 공정을 깨끗하게 유지할 수 있어 유지 관리 담당자의 분진 노출도 감소합니다.
케이지가 없고 플리츠 백 필터의 길이가 짧으므로, 설치가 간단해지고 교체 시간이 매우 단축됩니다. 따라서 생산 시간 손실이 감소할 뿐 아니라 기존 백 필터 및 케이지 교체로 인한 유지 관리 및 인건비를 줄일 수 있습니다.
또한 플리츠 백 필터의 길이가 짧을수록 드롭아웃 공간이 늘어납니다. 따라서 재료의 낙진을 유도하여 더 무겁고 마모된 입자가 개방된 공간으로 더 많이 떨어지고, 더 가벼운 분진은 효율적인 여과지에 의해 여과됩니다. 이로써 플리츠 백 필터의 마모가 현저하게 감소하여 플리츠 백 필터의 수명이 길어지고 백 마모로 인한 가동 중지 시간이 줄어듭니다.
또한 플리츠 백 필터는 기존 백 필터보다 훨씬 더 낮은 압력 강하를 유지합니다. 필터 면적이 커지고 플리츠 필터 여과지의 투과성이 높아져 공기 이동 통로가 개선됩니다. 시간 단위당 공기량(CFM)이 낮은 압력 강하를 유지하며 처리되므로, 에너지 절약 효과를 얻을 수 있습니다. 에너지 절약은 곧 운영 비용 절감으로 이어지므로, 공장의 운영 예산에도 도움이 됩니다.
경우에 따라 플리츠 백 필터로 압력 강하를 더 낮게 유지하면 플리츠 백 필터가 동일한 양의 에너지로 더 많은 공기량을 이동시킬 수 있습니다. 그러나 이러한 잠재적 이점을 고려할 때는 집진기 설계 및 공기 흐름 패턴에 대해 각별히 주의해야 합니다.
마지막으로, ePTFE 멤브레인이나 미세섬유 여과지와 같은 플리츠 백 여과지는 효율이 높아 1 미크론 미만의 분진 입자를 포집할 수 있습니다. 기존 백 필터로는 같은 성능을 제공할 수 없습니다. 따라서 백하우스 집진기가 필트레이션 성능을 개선해야 하는 상황에서는 플리츠 백 필터가 매우 유용할 수 있습니다. 이러한 효율과 플리츠 백 여과지의 향상된 표면 포집 성능이 함께 작용하면 필터 수명을 연장하고 배출량을 낮출 수 있습니다.
가동 중지 시간 단축을 위한 플리츠 백 사례 연구
미국 남서부의 한 제조 공장은 건조 공정에 사용되는 백하우스 집진기로 인해 심각한 가동 중지 시간을 겪고 있었습니다. 마모가 심한 해당 공정의 특성상 작업자는 5주마다 필터 백을 교체해야 했습니다. 계획되지 않은 가동 중지 시간으로 인해 시간당 평균 약 20,000달러의 손실이 발생하고 백하우스 교체도 12시간이 소요되어 교체할 때마다 약 250,000달러 가까운 손실이 발생하고 있었습니다.
플리츠 백 필터로 교체한 후, 표면 필트레이션 성능이 높아졌을 뿐 아니라 필터 구성 빈도도 더 짧아졌습니다. 또한 플리츠 백 필터를 사용한 고객은 압력 강하를 낮게 유지하며 백하우스를 구동하는 동시에 공장의 백 필터 마모 문제를 사실상 제거할 수 있었습니다.
필터 교체 빈도는 5주마다 한 번에서 24개월마다 한 번으로 개선되었으며, 실제로 필터 교체를 수행하는 시간도 12시간에서 단 4시간으로 감소했습니다. 플리츠 백은 더 오래 사용할 수 있었을 뿐만 아니라 교체에 필요한 유지 관리 시간도 크게 단축시켰으므로, 이 고객은 생산 손실 시간을 최소화할 수 있었습니다.
가동 중지 시간 비용에 더 많은 관심을 쏟는 것은 타당하지만, 플리츠 백 필터가 추가 가치를 제공할 수 있다는 사실을 명심할 필요가 있습니다. 효율을 높이고, 압력 강하를 낮추고, 필터 수명을 연장함으로써 공장 운영을 크게 개선하는 동시에 계획된 가동 중지 시간과 계획되지 않은 가동 중지 시간을 모두 줄일 수 있습니다.
