함철 성형설비 성능평가 (법원감정 민간감정 기술자문)

[파인트리]

다음의 사례는 법원감정을 실행하면서 기계기술사, 전기기술사, 건설기계기술사 자격을 갖추고 있는 최춘배기술사가 실행한 사례입니다. 이처럼 풍부한 경험을 갖춘 자격있는 감정인이 수행하는 것이 필요합니다.

(감정사항을 감정하기에 적합한 사람이 등재되어 있지 않은 경우 감정인 후보자의 전문분야 경력 예상감정료 및 당사자 의견을 종합하여 감정인은 지정하는 등 적절한 방법으로 선정하는 것으로 되어 있으므로 추천에 의해서 감정인이 선정되는 것도 가능한 방법입니다. 따라서 적합한 감정인을 찾지못하는 경우 원피고측이 적극 법원에 추천하시면 됩니다.)

최춘배 기계기술사, 건설기계기술사 / 010-9099-5365 (팩스 02-3397-7123)

함철설비에서 감정목적물 (함철 B/Q 성형설비) 이 이 사건 계약상 기재된 성능기준 (압축강도 1568N이상, 함철 B/Q 생산량 시간당 25톤 이상)을 충족하는지, 아니면 성능 기준에 미달되는지 여부 및 미달될 경우 얼마나 미달되는지. 만약 위 성능 기준에 미달될 경우 보완, 수리 등을 통하여 위 기준을 충족하는 성능을 낼 수 있는지 여부 및 만약 가능하다면 그 보완, 수리에 소요되는 비용은 얼마인지 위와 같은 보완, 수리를 통해 성능기준 충족이 불가능하다면, 현 상태에서의 감정목적물의 객관적 잔존가치는 얼마나 되는지를 평가하였습니다.

확인한 결과 다음과 같은 상태가 나타났습니다.

역시 기계장비이므로 전기기술사 자격을 갖추고 동시에 기계기술사인 자가 정확하게 평가할 수 있는 분야이었습니다. 이와 같은 전문적 장비는 기계기술사로는 부족하고 동시에 전기기술사를 갖춘자가 해야 적합한 감정입니다.

1. 믹서기의 게이트 불량은 해결되지 않은 상태 : 믹싱작업이 불가능

현장에서 확인한 결과 믹서기 하부의 게이트는 불량상태로 열림과 닫힘이 되지 않는 것이었습니다 (감정서 5권 (3차15).)

ㅁㅁ측 직원이 확인하면서 게이트 오픈을 눌러도 열리지 않을 뿐 아니라 아무리 여러 가지 테스트를 해도 열리거나 닫히는 부분의 노후화 및 변형으로 인해서 작동이 되지 못합니다.

과거에 믹서기가 공급된 상태에서 이미 오랜 과거 사용의 노후화 및 장비의 게이트 부분 변형 등으로 인해서 공압으로 작동되지 않는 상태를 보이며, 거기에 최대 2톤의 원료가 투입되어 상부에서부터 하중이 가해진다면 더욱더 큰 스트레스 응력이 작용되므로 작동 자체가 될 수 없는 것이며, 무부하에서도 작동이 되지 않는 고장상태입니다.

아무리 솔레노이드 밸브를 작동하거나 확인하여 보아도 공압실린더가 열거나 닫히지 않는 상태입니다.

믹서기 하부를 청소했어도 게이트의 열림과 닫힘을 할 수 없으며, ㅁㅁ가 보여주는 사진을 보면 믹서기 하부 게이트의 변형으로 약간 열려진 상태가 나타나므로 내부에 넣게 되면 하부로 계속 쏟아질 것으로 보입니다(3차55).

(현재는 고장난 게이트 상태이지만 만약 정상적으로 게이트가 열리더라고 한번에 확 열리는 구조이므로 일정하게 정량을 컨베이어에 태우기는 어려운 상태로 보임)

즉, 믹서기의 노후화 및 변형으로 인해서 게이트 열림과 닫힘이 불량한 것이며, 이를 새로운 유압방식으로 교체해서 수리한다는 것은 합당하지 못합니다.

ㅁㅁ는 유압장치로 변경하려고 가져다 놓았다고 주장하나 해결될 수 없습니다 (3차43).

맞지 않은 유압장치를 가져다 놓았을 뿐이며, 본래의 공압실린더가 게이트 부분의 변형 등으로 인해서 끼이는 문제가 있어서 공압으로 전혀 움직이지 않는 상태로 보이며, 유압으로 변경한다는 것은 유압의 작동시간이 많이 걸리게 되므로 본래의 공압방식을 대체하는 방식이 될 수도 없으며, 유압의 기구가 현재의 장치에 맞는 것으로 보이지 않습니다 (3차43).

실제 가동을 위한 원료와 바인더를 공급하더라도 믹서기 게이트로 빠져 나가므로 믹싱을 하는 것 자체가 불가능합니다(3차112)

감정인은 에이프론 피더에서 공급되므로 믹서기 하부 게이트를 닫아야 믹싱될 할 것이라고 설명을 하나 ㅁㅁ측은 특별한 언급이 없습니다.(믹서기 게이트가 고장난 상태입니다. 믹싱도 불가능하므로 애시당초 생산이 불가능한 상태임이 확인됨) (3차125). 감정인은 믹서기의 하부 게이트를 닫아야 배출을 막는다고 ㅁㅁ에게 외치나 ㅁㅁ는 믹서기를 빠져나와 컨베이어 이동하는 원료를 한컵 채취하여 내려옵니다(3차126).

감정인은 믹서기 게이트를 닫고 생산작업을 해야한다고 말을 해도 ㅁㅁ는 특별한 언급이 없이 지나갑니다(3차127).

감정인은 믹서기를 그냥 통과시키지 말고 믹서기에 원료를 넣고 믹싱을 하도록 안내하여도 ㅁㅁ 주장에 의하면, 게이트가 열리기 때문에 하부로 가루 상태의 원료가 새어버린다고 언급합니다 (게이트 작동도 안되고 틈새가 있는 고장난 상태로 생산불가).(3차129)

ㅁㅁ는 믹서기 게이트가 닫히지도 않는다고 언급하며, 아까 떨어냈는데도 작동안된다고 언급합니다. 즉, 청소불량때문이 아니라 노후된 믹서기의 하부 게이트의 열고 닫힘이 잘 안되는 것은 노후화와 변형때문으로 보입니다. (3차129)

ㅁㅁ 주장에 의하면, 리미트 스위치도 작동하지 않고 있으며, 공압실린더가 힘이 부족해서 열리거나 닫히지 않으며, 게이트는 (일부) 열려진 상태라는 취지로 언급합니다.(3차131)

2. 에이프런 피더: 하부 원료 대량 누설 및 낙차 분진비산으로 작업불가

함철 더스트를 에이프런 피더에 투입을 하면, 대량 누설로 문제가 심각합니다.

분진 상태의 함철 더스트는 쏟아 붓는 순간 에이프런 피더의 하부 틈새로 주변으로 폭발적으로 비산되기 시작합니다. 하부 틈새에서 대량이 유출되어 퍼지며 위험합니다. (3차68).

분진이 쏟아져 내려 에이프런 피더 장비가 보이지 않는 상태가 됨. 철가루 분진을 마시게 될 것이므로 건강에 대단히 해롭고 위험한 상태입니다. 문틈으로 쏟아져 들어옵니다.

마구 흩어져 내리도. 에이프런 피더로 함철 더스트를 담아 이동하는 것은 구조적으로 불가능하며, 문의 주변으로도 퍼지고 있고 내부실내 공간이 시커멓게 변하고 있습니다 (3차70).(3차71) (3차72) (3차73) (3차74) (3차75) (3차76) (3차77) (3차78)

즉, 에이프런 피더로 원료를 투입하면 대량 하부로 누설됩니다.

3. 바인더의 투입 : 누설이 많으며, 자동 순차 계량공급은 확인 안됨

바인더는 황색 가루로 구성되어 있는데, 대개 3% 내지 5%를 섞어주어야 합니다.

바인더를 탱크에 채우기 위해서 바인더 소재를 부으면, 하부에서 누설이 대단히 많아 줄줄 새는 것이 여러갈래로 떨어지게 됨이 보입니다.(3차116)

노란 바인더 가루가 마치 폭포수처럼 하부로 계속 흘러내리고 있음이 확인되며 (3차118), ㅁㅁ 주장에 의하면, 바인더 공급 배관 주변 틈새에서 볼트처리가 되어 있지 않아 새고 있다는 취지로 언급합니다. 볼트 처리부분이 빠져 있다고 언급하는 것이며 이는 ㅁㅁ 시공작업 미완료를 의미합니다 (3차119)

바인더 탱크 하부의 연결 플랜지 부분의 체결 볼트가 제대로 완료되지 않아서 사이로 새고 있다는 취지이고, 플랜지 면과 플랜지 면에 가스켓도 채우지 않아 갭이 생긴 것으로 보입니다(3차120)

ㅁㅁ는 다수의 볼트 체결이 안되어 있어서 새고 있다고 설명하며, 사각 모서리에만 볼트가 체결되고 일부의 볼트는 누락한 상태로 보입니다.(3차121).

다른 좌측 바인더 탱크의 플랜지부분을 추가로 확인해보아도 마찬가지로 사각 모서리에만 볼트를 채원 것으로 보이고, 갭(GAP)사이로 바인더 분말이 샐수 있는 구조입니다. 가스켓도 채워야 하고 볼트도 채워야 하나 공사를 미완료한 상태로 보입니다.(3차121).

4. 성형기의 투입 : 성형능력이 부족하고 믹싱공급이 안됨

이 사건의 성형기는 조개탄 모양을 찍어내는 포켓이 1줄에 10개씩 되도록 구성되어 있으며, 롤러도면을 살펴보더라도 폭 460mm에 직경 870mm의 2개의 롤이 서로 간격을 유지하면서 1바퀴의 회전에 50줄의 조개탄 모양의 함철 브라케트를 찍어내기 위해서 구성한 것입니다.

그런데, 1줄에 10개를 찍도록 되어 있는 롤(roll)이 원료가 호퍼로 투입되면서 조금만 들어가도 성형롤이 멈추어 가동이 안되므로 이를 감지하지 못한 컨베이어가 호퍼에 원료를 부어서 금새 막히는 상태가 됩니다. (3차94)

성형기 롤의 역회전 기능은 없으며, 모터의 회전방향을 바꾸도록 결선을 바꾸어서 역회전을 해도 롤이 가동되지 않을 정도로 성형기 롤의 회전력이 약합니다.(3차95).

이 때문에 직접 ㅁㅁ가 들어가서 호퍼의 위쪽에서 긁어서 소재를 삽으로 퍼내야 하며,

거의 10분 이상을 삽으로 청소한 끝에 작은 량을 퍼낼 수 있었습니다.(3차99)

아주 약간의 작은 덩어리만 들어가 있더라도 성형롤이 멈출정도로 회전력이 허약한 상태임을 파악할 수 있습니다.

성형기의 롤은 당초 분당 11회전의 RPM을 갖도록 계획된 것인데, 1바퀴의 회전에 50줄의 성형 조개탄 포켓을 갖고 있는 것이므로 분당 회전이 11회전이라면 (50줄 x 11 회전) / 60초 = 초당 9.16줄이 회전되어 돌아가야 하나, 초기에는 겨우 초당 2줄의 회전 이동이 있는 것이고, 나중에도 초당 7-8줄의 회전 이동이 되고 있으므로 인버터의 회전수 제어에 의해서 가동되는 성형기의 토오크가 현저하게 줄어들은 상태임을 알 수 있는 것입니다.

▣ 펌프와 팬의 주요 법칙

Q/Q'=(n/n')(D/D')3 유량/풍량은 속도에 비례

H/H'=(n/n')2(D/D')2 양정/압력은 속도의 제곱에 비례

T/T'=(n/n')2(D/D')2(ρ/ρ') 구동 토오크는 속도의 제곱에 비례

P/P'=(n/n')3(D/D')5(ρ/ρ') 소요동력은 속도의 3승에 비례

( n : 속도, D : 임펠라의 직경, ρ : 유체의 밀도 )

인버터를 사용하여 주파수 제어를 해서 속도를 낮추게 되면, 토오크는 속도의 제곱에 비례하게 되므로 초당 9줄 대신 초당 2줄로 속도를 현저히 낮추어서 가동되는 것은 회전력인 구동토오크 (TORQUE) = (2/9)^2 = 4.9%에 불과합니다.

즉, 초기에 속도를 현저하게 낮추어서 (2/9) = 22% 수준으로 느리게 회전시키면 그 롤의 회전 토오크는 (2/9)^2 = 4.9% 수준으로 매우 작아지므로 조금이라도 롤이 회전을 하기 어려운 상황이 되면 성형기의 롤이 멈추게 되는 것이며, 이것으로 인해서 성형기의 롤은 보호되더라도 역회전도 안될 지경으로 겨우 4.9%의 회전 토오크만 초기에 나타내므로 구동력이 약해서 포켓 성형을 하기 어려운 상태에 놓이게 됩니다.

따라서 인버터를 채택하면서 초기 프로그램으로 낮추어 놓은 것은 구동력이 매우 작아 멈추게 되며, 인버터를 채택하지 않고 가동을 하더라도 모터의 동력이 약해서 함철 브라케트를 정상적으로 성형할 능력으로 보기 어렵습니다.

7. 성형기 롤의 형태 : 함철 브라케트 제조에 맞지 않음 (하기 참조)

이건의 성형기는 당초에 비해서 용량을 증대하면서 믹서기, 에이프런 피더, 성형기 등의 시간당 생산 능력을 증대한 것이므로 성형기 또한 그 사이즈를 대폭 증대한 것입니다.

시간당 25톤 이상의 생산이 되고, 압축강도 CSI가 1568N 이상이 되는지가 중요한 성능인자인데, 포스코에서도 품질요건이며, 압축강도로서 1568N이면 대략적으로 156kg 이고 그것의 단위는 압축강도이므로 156kg/cm2 (1.56kg/mm2)는 되는 것입니다(1차6).

156kg/cm2의 정도라면 매우 단단한 것은 아니더라도 손으로 누르거나 간략히 누르더라고 성형된 모양이 부서지지 않을 것이며 정상적으로 바인더가 들어가서 강하게 눌려서 성형이 된다면 문제가 되지 않을 것입니다(1차7).

특히 함철(철가루가 포함된 원료) 의 성형은 그 성형압력이 대단히 큰 것이므로 필요한 능력을 반드시 갖추어야 하고, 포켓의 형상은 지그재그 형식을 쓰는 것이 일반적입니다.(이 건은 일자형 배치로 함철용으로 보기어려움)

(그밖에 평가한 내용이 많이 있으나 생략합니다.)