승강기 안전부품 수명평가 방법에 관한 연구Ⅷ
Studies on Methods to Assess The Life Expectancies of Safety Components for Lifts

연구기관 : 한국승강기안전센타
책임연구원 : 전해진 / 연구원 : 이종철, 이선순, 한익권, 김동하, 김재우, 최성욱, 박일신

7. 부품고장으로 인한 사고현황 및 분석

7.1 배경 및 목적
국내에 설치된 승강기에서 2002년 6월 30일까지 발생된 사고건수를 전체 사고현황, 유형별 사고현황, 부품고장으로 인한 사고현황 등을 조사하고 부품고장에 의한 사고유형 및 원인을 분석하여, 사고유형과 수명과의 관계를 파악하기 위함이다.

7.2 조사기간 : 2002년 6월 30일까지

7.3 조사방법 : 승강기종합정보전산자료

7.4 조사대상 : 국내에 설치된 승강기에서 2002년 6월 30일까지 발생한 사고건수

7.4.1 전체 사고현황
1995년 이전에 발생한 사고가 총 177건 중 138건(78%)으로 전체사고 중 대부분을 차지하는데, 그 이유는 ‘승강기제조및관리에관한법’이 제정되기 전에 설치된 승강기로서 안전에 대한 강제규정이 없었기 때문으로 사료된다(▶참조 : 그림 7.1 연도별 사고현황).

7.4.2 유형별 사고현황
승강기 사고유형을 분석해 보면, 전체사고 177건 중에 부품불량으로 인한 사고가 30건으로 16.9%를 차지한다(▶참조 : 그림 7.2 유형별 사고현황, 아래 항목 ① ~ ⑫는 그림의 해당목록과 동일함).
① 에스컬레이터 및 수평보행기 관련사고, 33건(18.64%)
② 부품불량으로 인한 사고, 30건(16.94%)
③ 비상키로 승강장 문을 열고 탑승하다 추락한 사고, 27건(15.25%)
④ 자동차용 엘리베이터에서 카 바닥과 승강로 벽과의 틈새에 끼이거나 추락한 사고, 17건(9.6%)
⑤ 작업중 안전수칙 미준수로 인한 작업자 사고, 16건(9.03%)
⑥ 이용자의 부주의 또는 난폭한 행동에 의한 사고, 13건(7.34%)
⑦ 탈출 및 구출과정에서 발생한 사고, 9건(5.08%)
⑧ 덤웨이터 관련사고, 9건(5.08%)
⑨ 승강기 비전문가가 직접 고장수리를 시도하다 발생한 사고, 7건(3.95%)
⑩ 자동차용 엘리베이터에서 차량 진입시 주의를 소홀히 하여 발생한 사고, 7건(3.95%)
⑪ 기타 유지관리부실에 의한 사고, 5건(2.82%)
⑫ 작업중 안전수칙 미준수로 인한 이용자 사고, 4건(2.25%)

7.4.3 부품고장으로 인한 사고현황
부품고장으로 인한 사고 30건 중에서 가장 많은 사고는 제동기에 의한 사고로 11건(37%)을 차지하고 있다(▶참조 : 그림 7.3 부품별 사고현황).

7.4.4 부품고장에 의한 사고의 특징

(1) 사고 유형
① 과적에 의한 제동력 부족으로 인하여 발생한 사고
② 권상기 도르래 홈의 심한 마모로 주로프가 쉬브에서 미끄러져 카가 추락한 사고
③ 제동기에서 라이닝의 이탈 및 과다마모와 플런저의 이상에 의하여 발생한 사고
④ 주요부품(인터록, 스틸테이프 등)에 대한 유지보수부실로 인하여 발생한 사고
⑤ 설치부실에 의한 사고
⑥ 제어시스템의 이상으로 인하여 발생한 사고
⑦ 노후된 릴레이의 접점이 융착되어 발생한 사고
⑧ 문닫힘 안전장치의 연결전선이 끊어져 발생한 사고

(2) 사고 원인
① 수동운전 또는 정지시에 과부하감지장치가 작동하지 않아 운전자가 과적여부를 인지하지 못함.
② 권상기 도르래, 제동기, 릴레이를 비롯한 주요부품에 대하여 노후된 상태로 방치하거나 적기에 수리 또는 교체하지 않음.
③ 제어시스템의 이상으로 인하여 엘리베이터가 오동작 함.
④ 구조 및 안전장치가 부실하고 승강기검사기준에 적합하지 않게 제작된 산업시설에 설치된 화물용 엘리베이터를 검사 받지 않고 사용함.

8. 고장과 수명의 관계

8.1 개요

8.1.1 배경 및 목적
국내 제조업체 2개사에서 고장 접수되어 처리된 자료를 근거로 고장부위, 상태, 원인 및 조치사항 등으로 조사하고, 고장이 잘 일어나는 부위와 그 원인을 분석하여, 부품의 수명과 고장의 상관관계를 파악하기 위함이다.

8.1.2 대상 승강기
■조사 업체 : 국내 제조업체 2개사
■조사 승강기 대수 : A사의 승강기 682대, B사의 승강기 492대로, 총 조사 승강기 대수는 1,174대
■조사 고장건수 : A사의 고장건수 3,235건, B사의 고장건수 7,271건으로, 총 조사 고장건수는 10,506건(▶참조 : 표 8.1 조사대상 승강기 현황).

8.1.3 조사대상
■지역 : 서울 목동지역 공동주택 및 다중이용 시설물에 설치된 승강기
■조사기간 : 1998년 1월 1일 ~ 2001년 12월 15일

8.2 고장통계

8.2.1 고장부위
좌측 도표 1의 표 및 그림과 같이 A사와 B사간의 고장부위를 비교해 보면 버튼 및 층 표시기 ＞ Hall Door ＞ Car Door ＞ 제어반 ＞ Car ＞ 승강로 ＞ 조속기 순으로 고장의 빈도가 일치함을 알 수 있다. 또한 버튼 및 층 표시기 부위와 도어 부위가 전체 고장의 50%~70%를 차지하고 있다(▶참조 : 도표 1 고장부위별 고장통계).

8.2.2 고장부위 중 고장빈도가 높은 세부장치(A사)
각 고장부위 중에 고장빈도가 높은 버튼, 도어, Car 부위에 대해서 세부적으로 알아본 결과는 도표 2와 같다.

8.2.3 고장상태
표 8.2-1 및 8.2-2는 각 부위별로 고장상태를 나타낸 것이다. A사나 B사 모두 승강기의 운행불능이 가장 많고, 도어상태가 불량하거나 버튼고장, 그리고 소음 및 진동이 고장상태로 나타났다.
또한 홀도어, 카도어, 제어반, 권상기에서는 운행불능이 카, 승강로, 균형추에서는 소음 및 진동이 가장 심한 것으로 나타났다. 반면 조속기는 양 사가 다르게 나타났는데 A사는 운행불능이 73%, B사는 소음 및 진동이 63.5%로 차이를 보이고 있다(▶참조 : 표 8.2-1 및 8.2-2 고장상태별 고장건수).

8.2.4 고장원인
 도표 3을 보면 A사는 조정부위의 변화, 풀림 및 변화와 파괴, 파손으로 인한 고장이 전체 고장의 66.4%를 차지할 정도로 높은 빈도수를 나타내었다. B사는 고장원인이 골고루 나타났는데, 역시 조정부위의 변형과 풀림이 가장 높게 나타났으나 파괴 및 파손으로 인한 고장은 2.9%밖에 해당되지 않았다. 그 이외에 고장원인으로는 이물질에 의한 오염과 오조작, 간섭 등이 고장원인의 큰 부분을 차지하는 것으로 나타났다(▶참조 : 도표 3. 고장원인).

8.2.5 부위별 고장원인
각 사별 고장이 잘 일어나는 부위들의 고장원인들을 수치로 살펴보면 다음과 같다.
■버튼 및 층 표시기 : 각 사별 버튼 및 층 표시기의 고장원인 및 건수(비율)는 A사의 경우 파괴·파손·소손이 전체 고장건수 1,062건 중 604건(56.9%)으로 가장 많았고, 다음으로 ▲조정부위 변화·풀림, 변형 290건(27.3%) ▲수명연한 초과 및 부품노후, 마모 47건(4.4%) ▲사용자 부주의(오조작) 25건(2.4%) ▲끼임 및 걸림 24건(2.3%) ▲접촉불량 15건(1.4%) ▲단선 6건(0.6%) ▲이물질 3건(0.3%) ▲오동작 1건(0.1%) ▲트립 1건(0.1%) ▲기타 46건(4.3%) 순으로 나타났다.
B사는 수명노후·마모 가 전체 1,386건 중 285건(20.6%)으로 가장 많았으며, 다음으로 박힘 244건(17.6%) ▲취급(오조작) 213건(15.4%) ▲접촉불량 178건(12.8%) ▲파손 및 소손 98건(7.1%) ▲변형·풀림·변경 55건(4.0%) ▲조정불량 42건(3.0%) ▲충격 28건(2.0%) ▲간섭 26건(1.9%) ▲단선 18건(1.3%) ▲이물질·오염 18건(1.3%) ▲재질 15건(1.1%) ▲원인불명 9건(0.6%) ▲자체수리 5건(0.4%) ▲기타 152건(11.0%) 등으로 순이었다.
■Hall Door : 홀 도어의 고장원인 및 건수는 A사의 경우 ▲조정부위변화·풀림·변형이 전체 617건 중 497건(80.6%)으로 가장 많았고, 다음으로 ▲이물질 36건(5.8%) ▲접촉불량 24건(3.9%) ▲소음·진동 17건(2.8%) ▲파괴·파손·소손 13건(2.1%) ▲수명연한 초과 및 부품노후, 마모 8건(1.3%) ▲사용자 부주의(오조작) 4건(0.6%) ▲끼임·걸림 3건(0.5%) ▲단선 2건(0.3%) ▲트립 1건(0.2%) ▲기타 12건(1.9%) 등으로 순으로 조사됐다.
B사는 전체 1,283건 중 이물질·오염이 352건(27.4%)으로 가장 많았으며, 다음으로 ▲변형·풀림·변경 248건(19.3%) ▲조정불량 144건(11.2%) ▲간섭 113건(8.8%) ▲접촉불량 108건(8.4%) ▲수명노후·마모 71건(5.5%) ▲충격 44건(3.4%) ▲파손·소손 30건(2.3%) ▲취급(오조작) 13건(1.0%) ▲단선 10건(0.8%) ▲원인불명 8건(0.6%) ▲박힘 5건(0.4%) ▲트립 1건(0.1%) ▲기타 136건(10.6%) 등의 순으로 나타났다.
■Car Door = 각 사별 카 도어의 고장원인 및 건수(비율)는 A사의 경우 전체 고장건수 591건 중 ▲조정부위변화·풀림·변형 452건(76.5%)으로 가장 많았으며, 다음으로 ▲소음·진동 44건(7.4%) ▲접촉불량 19건(3.2%) ▲이물질 16건(2.7%) ▲수명연한 초과 및 부품노후, 마모 15건(2.5%) ▲단선 8건(1.4%) ▲파괴·파손·소손 5건(0.8%) ▲오동작 3건(0.5%) ▲트립 2건(0.3%) ▲끼임 및 걸림 1건(0.2%) ▲사용자 부주의(오조작) 1건(0.2%) ▲기타 25건(4.2%) 순으로 집계됐다.
B사는 전체 고장건수 1,210건 중 변형·풀림·변경이 379건(31.3%)으로 가장 많았고, 다음으로 ▲조정불량 215건(17.8%) ▲수명노후·마모 104건(8.6%) ▲접촉불량 93건(7.7%) ▲간섭 71건(5.9%) ▲단선 69건(5.7%) ▲이물질·오염 68건(5.6%) ▲충격 45건(3.7%) ▲파손·소손 33건(2.7%) ▲취급(오조작) 19건(1.6%) ▲박힘 9건(0.7%) ▲원인불명 6건(0.5%) ▲재질 5건(0.4%) ▲트립 4건(0.3%) ▲기타 90건(7.4%) 순이었다.
■제어반 : 각 사별 제어반의 각사별 고장원인 및 건수(비율)을 살펴보면 A사의 경우 전체 184건 중 조정부위변화, 풀림, 변형으로 인한 고장이 49건(26.6%)으로 가장 많았고, 다음으로 ▲수명연한 초과 및 부품노후, 마모 32건(17.4%) ▲접촉불량 20건(10.9%) ▲오동작 20건(10.9%) ▲파괴·파손·소손 7건(3.8%) ▲단선 7건(3.8%) ▲트립 6건(3.3%) ▲소음·진동 4건(2.2%) ▲사용자 부주의(오조작) 1건(0.5%) ▲끼임·걸림 1건(0.5%) ▲기타 37건(20.1%) 순으로 나타났다.
B사는 전체 774건 중 접촉불량으로 인한 고장이 185건(23.9%)으로 가장 많았으며, 다음으로 ▲수명노후·마모 150건(19.4%) ▲원인불명 83건(10.7%) ▲변형·풀림·변경 43건(5.6%) ▲단선 42건(5.4%) ▲취급(오조작) 24건(3.1%) ▲조정불량 24건(3.1%) ▲파손·소손 17건(2.2%) ▲트립 9건(1.2%) ▲이물질·오염 6건(0.8%) ▲재질 3건(0.4%) ▲간섭 3건(0.4%) ▲박힘 2건(0.3%) ▲자체수리 2건(0.3%) ▲기타 181건(23.4%) 순으로 조사됐다.
■Car : 각 사별 카의 고장원인 및 건수(비율)은 A사의 경우 전체 고장건수 172건 중 조정부위변화, 풀림, 변형으로 인한 고장이 63건(36.6%)으로 가장 많았으며, 다음으로 ▲소음·진동 34건(19.8%) ▲수명연한 초과 및 부품노후, 마모 8건(4.7%) ▲파괴·파손·소손 4건(2.3%) ▲오동작 4건(2.3%) ▲접촉불량 3건(1.7%) ▲사용자 부주의(오조작) 3건(1.7%) ▲트립 2건(1.2%) ▲이물질 1건(0.6%) ▲기타 50건(29.1%) 순으로 나타났다.
B사는 전체 648건 고장 중에 수명노후 및 마모로 인한 고장이 192건(29.6%)으로 가장 많았으며, 다음으로 ▲변형·풀림·변경 102건(15.7%) ▲조정불량 69건(10.6%) ▲간섭 36건(5.6%) ▲접촉불량 32건(4.9%) ▲이물질·오염 28건(4.3%) ▲파손·소손 19건(2.9%) ▲취급(오조작) 15건(2.3%) ▲충격 12건(1.9%) ▲재질 10건(1.5%) ▲원인불명 9건(1.4%) ▲단선 7건(1.1%) ▲자체수리 4건(0.6%) ▲트립 2건(0.3%) ▲기타 111건(17.1%) 순으로 조사됐다.
■승강로 : 각 사별 승강로의 고장원인 및 건수(비율)는 A사의 경우 전체 고장건수 78건 중 소음 및 진동에 의한 고장이 33건(42.3%)으로 가장 많았으며, 그 다음으로 ▲조정부위변화, 풀림, 변형 21건(26.9%) ▲수명연한 초과 및 부품노후, 마모 4건(5.1%) ▲파괴·파손·소손 4건(5.1%) ▲오동작 2건(2.6%) ▲접촉불량 2건(2.6%) ▲단선 2건(2.6%) ▲기타 10건(12.8%) 순으로 고장집계됐다.
B사의 경우 전체 고장건수 406건 중 변형, 풀림, 변경으로 인한 고장이 86건(21.2%)으로 가장 많았으며, 다음으로 ▲접촉불량 74건(18.2%) ▲조정불량 41건(10.1%) ▲간섭 37건(9.1%) ▲수명노후·마모 30건(7.4%) ▲단선 17건(4.2%) ▲이물질·오염 11건(2.7%) ▲파손·소손 7건(1.7%) ▲취급(오조작) 6건(1.5%) ▲원인불명 3건(0.7%) ▲재질 2건(0.5%) ▲트립 2건(0.5%) ▲기타 90건(22.2%) 순으로 나타났다.

8.3 고장통계의 분석결과

8.3.1 고장부위별 원인과 조치내용

(1) Button, Indicator (층 표시기)
■고장원인 : Car Button과 Direction Indicator의 노후와 파손, 그리고 조정부위의 변형으로 인해서 버튼의 작동불능 상태가 되거나 출발 및 운행불능 상태가 되어 고장을 가장 많이 일어나는 것으로 나타났다.
■조치내용 : 버튼 수리 및 교체와 램프의 교체 등으로 조치되었으며, A사의 경우 총 1,062건의 고장 중 342건(32.2%)이 부품교체가 되었고, 그 외 707건(66.6%)은 부품의 수리와 조정, 13건(1.2%)은 이물질 제거 등으로 나타났다. B사의 경우는 총 1,386건 중 383건(27.6%)이 부품을 교체하였고, 969건이 조정 및 수리로, 34건(2.5%)은 수입으로 조사됐다(▶참조 : 도표 4. 각 사별 고장부위별 원인과 조치내용).
■세부부위별 조치사항(A사의 경우) : 특이할 만한 사항으로 Lamp Button은 수리보다는 대부분 교체 위주로 조치됐다는 사실이다. 그 이유는 고장의 원인이 대부분 파손이었기 때문임을 알 수 있다(▶참조 : 도표 5. 세부부위별 조치사항 - Button, Indicator 관련 데이터).

(2) Hall Door
■고장원인 : 인터록 S/W와 Hall Door Sill에서 조정부위의 변형과 이물질로 인한 오염으로 인하여, 도어의 작동이 불량해지거나 운행불능 상태가 주로 일어나는 것으로 나타났다.
■조치내용 : 도어의 이물질 제거와 도어 스위치의 수입 및 조정 등으로 조치됐다. A사의 경우 총 617건의 고장 중에 429건(69.5%)이 부품의 조정 및 수리였으며, 이물질 제거가 172건(27.9%), 부품교체가 16건(2.6%)으로 나타났다. B사의 경우 총 1,283건 중 867건(67.6%)이 조정 및 수리되었고, 이물질 제거가 348건(27.1%), 부품교체가 68건(5.3%)으로 조사됐다.
■세부부위별 조치사항(A사의 경우) : 대부분이 수리 및 조정되었고 Hall Door Sill인 경우 이물질의 오염으로 인한 고장이 주 원인이므로 대부분 수입으로 조치됐다(▶참조 : 도표 5. 세부부위별 조치사항 - Hall Door 관련 데이터).

(3) Car Door
■고장원인 : Gate S/W와 Safety Shoe, Door Cam S/W, 그리고 Car Door Sill에서 조정불량 및 변형과 접촉불량으로 인해 도어 상태가 불량해지고 운행불능 및 소음과 진동이 심해지는 상태가 되어 고장이 일어났다.
■조치내용 : 도어조정, Sill 이물질 제거, Safety & Gate & Cam S/W 조정 등으로 조치됐다. A사의 경우 총 591건의 고장 중에 467건(79.0%)이 수리 및 조정 되었으며, 80건(13.5%)이 이물질 제거 등의 수입을 통하여 처리되었고, 부품의 교체는 44건(7.4%)으로 나타났다. B사의 경우 총 1,210건 중 1,033건(85.4%)이 수리 및 조정되었으며, 69건(5.7%)은 도어의 이물질 제거와 S/W의 수입 등으로 조사되었고, 108건(8.9%)이 부품의 교체로 조치됐다.
■세부부위별 조치사항(A사의 경우) : 대부분이 수리 및 조정되었고 Car Door Sill인 경우 이물질의 오염으로 인한 고장이 주 원인이므로 대부분 수입으로 조치됐다(▶참조 : 도표 5. 세부부위별 조치사항 - Car Door 관련 데이터).

(4) Car
■ 고장원인 : Car에서 가장 고장을 많이 일으키는 곳은 착상장치로 나타나고 있으며 운행불능 및 소음과 진동이 가장 큰 문제로 나타나고 있다. 주 원인으로는 노후로 인한 마모와 변형 및 풀림 등의 이유로 분석되며, 그 외에 조정불량과 간섭, 그리고 이물질에 의한 오염 등을 꼽을 수 있다.
■ 조치내용 : 착상장치 조정 및 교체, Guide Shoe 조정, 형광등 교체, Fan 청소 및 조정, 오일주유 등으로 조치됐다. A사의 경우 총 172건의 고장 중에 108건(62.8%)이 수리 및 조정되었으며, 3건(1.7%)이 이물질 제거 등의 수입을 통하여 처리되었고, 부품의 교체는 61건(35.5%)으로 나타났다. B사의 경우 총 648건 중 443건(68.4%)이 수리 및 조정되었으며, 34건(5.2%)은 이물질 제거 등으로 조치되었고, 171건(26.4%)이 부품의 교체로 처리됐다.
■세부부위별 조치사항(A사의 경우) : 착상장치는 수리와 교체의 비율이 52:51로 비슷했으며, 그 외 부품에서는 대부분 수리로 나타났고, 형광등의 교체, 오일주유 등으로 조치됐다(▶참조 : 도표 5. 세부부위별 조치사항 - Car 관련 데이터).

(4) 제어반
■고장원인 : 제어반은 조정부위의 변화와 접촉불량, 오동작을 일으키며 운행불능의 상태를 나타냈다. 고장부위는 다른 부품과는 다르게 비교적 고르게 분포되었는데 그 중에도 Magnetic Contactor, 주회로 기판, 인버터 등이 고장을 많이 일으키는 것으로 나타났다.
■조치내용 : A사는 총 184건 중 부품교체가 60건(32.6%), 수리 및 조정이 121건(65.8%), 수입이 3건(1.6%)으로 나타났고, B사는 총 774건 중 491건(63.4%)이 수리 및 조정되었고, 부품교체가 212건(27.4%), 이물질 제거 및 수입이 71건(9.2%)으로 나타났다.
■세부부위별 조치사항(A사의 경우) : 대부분이 수리 및 조정되었고 Magnetic Contactor는 교체의 비율이 71.4%로 높았다(▶참조 : 도표 5. 세부부위별 조치사항 - 제어반 관련 데이터).

8.3.3 기타 고장분석
그 이외에 여러 가지 고장들이 있는데, 조속기에서 인장 도르래와 균형체인이 소음을 일으키는 경우, 인터폰 고장, 조속기 스위치 불량, 균형추에서의 소음 등이 비교적 잦은 고장을 일으키는 것으로 나타났다.

8.4 고장의 특징
승강기의 고장은 2개사 모두, 버튼 및 층 표시기가 20~30%로 가장 많고, 그 다음으로 Hall Door 및 Car Door의 Door Sill과 S/W Contact 등에서 고장이 많은 것으로 나타났으며, 총 10,506건 고장 중 부품의 수명이 다 되었거나 파손으로 인한 고장이 발생한 건수는 15%이고, 조정·수리 및 청소 불량으로 인한 고장이 85%인 점으로 보아 고장의 원인은 부품의 수명보다는 그 외의 요인으로 인한 것이 더 많은 것으로 나타났다. 교체로 인한 수리 내역은 주로 Hall Button이나 Indicator가 가장 많으며, 이는 수명보다는 제작사의 공차관계 등 품질관리와 이용자의 부주의로 인한 파손이 주요 요인으로 분석되고 있다.
부품 수명과 관련된 고장건수 중 Switch Contactor 및 Magnetic Contactor는 6.5항 “제어반의 주요부품”에서 설명된 것과 같이 부품 수명이 짧아 사전 교체하여야 하나, PM(Preventive Maintenance)을 하지 않아 고장이 발생한 후에 부품을 교체하는 경우로서, 이는 현재의 보수계약으로 인한 문제로 판단된다(▶참조 : 본지 2003년 7~8월호).
Hall Door의 경우 청소만 철저히 하여도 27% 이상의 고장 감소가 가능한 것으로 나타나 PM(Preventive Maintenance)의 기본단계인 청소가 고장 감소의 첫 단계인 것으로 분석된다.