이동식크레인 안전장치_1
<출처>
논문 : 크레인 안전성 확보방안에 관한 연구
저자 : 이용석
이동식크레인 안전장치_1
안전장치는 크레인과 사람을 보호하기 위한 장치로 정격하중을 초과하는 과하중이나 와이어로프가 과도하게 감기는 과권상 등 사고로 이어질 수 있는 위험을 감지하여 동작을 제한함으로써 크레인 설비와 작업자 안전을 유지한다. 다만, 안전장치는 크레인에서 발생되는 모든 사고를 예방하는데는 한계가 있다.
가. 비상정지장치
크레인의 모든 동작을 즉시 정지시키는 안전장치이다. 비상정지장치는 운전자나 작업자가 위험을 감지할 경우 직접 작동시키는 구조로 일반적으로 적색버튼의 돌출형이며 수동 복귀되는 구조이다.
비상정지장치는 운전실이나 리모컨 등의 조작반에 필수적으로 설치해야 하며, 추가적으로 작업자가 위험상황을 감지한 경우 크레인을 정지시킬 수 있도록 권상장치(크래브)나 주행장치(새들)에 설치한다.
나.권과방지장치
와이어로프가 드럼에 지나치게 감기는 것을 방지하기 위한 안전장치이다. 과하게 감기는 경우 훅 블록이 드럼에 닿게 되며, 감기는 힘에 의해 와이어로프가 파단되면서 훅 블록과 함께 인양물이 떨어지는 사고가 발생할 수 있다.
안전인증기준에는 훅 블록 상부와 드럼 하부 사이의 간격이 최소 0.25m 이상 (직동식은 0.05m이상) 에서 정지되도록 규정하고 있다.
권과방지장치의 종류에는 훅 블록과 직접 접촉하여 적동하는 레버식이 있고, 매달린 추에 훅 블록이 닿으면 작동하는 중추식과 드럼 축과 연력ㄹ해서 드럼 회전수를 감지하여 작동하는 캠식이 있다.
천장(갠트리)크레인에서 호이스트식 권상장치는 레버식을 대부분 사용하고 크래브(트롤리)식 권상장치의 경우 중추식이나 중추식과 캠식을 병행하여 사용한다. 또한 타워크레인이나 지브크레인은 드럼 회전수를 감지하는 캠식을 적용하며, 이동식크레인은 붐(지브) 끝에 중추식 권과방지장치를 부착하여 사용한다.
다. 과부하방지장치
과부하방지장치는 정격하중을 초과한 하중을 권상할 수 없도록 제한하는 안전장치이다. 과하중 작업은 권상장치나 구조부에 무리를 주어 크레인 고장이나 와이어로프 파단 등 사고로 이어질 수 있고, 이동식크레인의 경우 전도위험이 추가적으로 발생할 수 있다.
산업안전보건법에는 모든 크레인에 과부하방지장치 설치를 의무화하고 있으며, 과부하방지장치가 작동하는 경우 중량물을 내리는 동작 외에 권상이나 주행 등 다른 동작들을 제한하고 있다.
과부하방지장치 종류에는 감지방식에 따라 3종류로 구분할 수 있다. 하중에 따른 기계적 변형을 감지하여 일정변형 이상이 되면 마이크로스위치가 접촉되어 작동하는 기계식 과부하방지장치, 하중에 따른 스트레인 게이지 저항값 변화를 측정하여 하중을 감지하는 로드셀 방식의 전자식 과부하방지장치, 변류기를 통해 전동기 부하 전류치를 읽어 설정 값 이상일 경우 작동하는 전기식 과부하방지장치가 있다.
전기식 과부하방지장치는 가격이 저렴하여 호이스트식의 권상장치에 대부분 사용하고 있으나, 전류감지를 통해 과부하를 감지하는 구조로 일정시간 작동이 이루어져야 감지할 수 있고 정확도가 다소 낮다.
로드셀을 이용한 전자식 과부하방지장치는 실시간 하중 감지가 가능하여 과하중시 바로 작동된다. 또한 크레인 1대에 권상장치가 2개 이상 설치된 경우 각각의 하중을 감지하고 총 하중을 계산하여 제어할 수 있는 기능이 있다. 다만 가격이 비싸고 시간이 지남에 따라 오차가 발생할 수 있기에 정기적인 보정이 필요하다.
기계식 과부하방지장치는 과거 타워크레인의 모멘트 리미터로 사용되었으나 지금은 로드셀 방식의 전자식을 선호하고 있다. 모멘트 리미터는 타워크레인이나 이도익크레인과 같이 작업반경에 따라 정격하중이 달라지는 경우 작업반경과 하중을 조합한 모멘트 값을 통해 거리에 따른 과하중을 방지하는 장치이다. 전자식 모멘트 리미터의 작업반경은 붐의 수평 투영거리로 거리감지장치와 각도감지장치를 통해 측정한다.
아웃트리거가 있는 이동식크레인의 경우 아웃트리거 설치상태에 따라 크레인 안정성이 달라진다. 직업공간 부족 등의 이유로 아웃트리거가 완전히 펼친상태가 되지 못할 경우 작업 반경별 정격하중은 더 낮아져야 크레인 전복을 방지할 수 있다.
건설기계로 분류되는 아웃트리거가 있는 이동식크레인(기중기)의 경우 과부하방지장치인 모멘트리미터 외에도 아웃트리거 설치상태를 감지하여 정격하중을 추가적으로 제한하는 안전장치가 일반적으로 설치되어 있다.
