스프링 파손 부위 읽기: 파손 위치가 원인을 알려준다

두 조각을 가져와 루페 아래에 놓고 파단된 면을 관찰하십시오. 세척하기 전에 이 작업을 수행하십시오. **피로 파단**은 두 개의 영역을 가집니다. 균열이 천천히 진행된 매끄럽고 평평하며 종종 약간 변색된 영역이 있으며, 때때로 균열이 멈췄다가 다시 시작된 지점을 보여주는 미세한 곡선형 비치 마크(beach mark)가 나타납니다. 그리고 남은 금속이 마침내 찢어진 거칠고 밝으며 결정질인 영역이 있습니다. 매끄러운 영역을 찾아 거슬러 따라가 보십시오. 그것이 기점(origin)을 가리키며, 그 기점이 결함입니다. **거친 영역이 작을수록 하중은 낮습니다.** 부드러운 하중에서 파단된 스프링은 나머지 부분이 끊어지기 전에 긴 균열이 천천히 진행되었습니다. 거친 영역이 큰 스프링은 균열이 시작된 직후 파단되었으며, 이는 하중이 높았다는 뜻입니다. **취성 파단**은 전체적으로 거칠고 밝으며, 평평하고, 와이어에 직각이며, 매끄러운 영역이 전혀 없습니다. 이는 단일 사건이며, 스프링의 경우 보통 도금으로 인한 수소 취성, 과도하게 경화된 와이어, 또는 실제로 엄청난 과부하를 의미합니다. 스프링이 도금되어 있었고 조기에 파단되었다면 도금을 의심하십시오. **연성 파단**은 둔하고 찢어진 형태이며, 파단 부근의 와이어가 눈에 띄게 목 모양으로 줄어들거나 비틀려 있습니다. 분리되기 전에 변형이 일어난 것입니다. 이는 명백한 과부하이며, 스프링은 대개 세팅(set)도 되어 있습니다. **기점을 특별히 확인하십시오.** 코일 안쪽에 기점이 있는 것은 피로의 일반적인 경우입니다. 바깥쪽에 있는 것은 그렇지 않으며, 스프링이 거꾸로 하중을 받았거나 좌굴되어 마찰되었음을 의미합니다. 밝은 긁힘 흔적에 있다면 무언가가 부딪히거나 마찰했다는 뜻이고, 피트(pit)에 있다면 부식이 파단을 시작시킨 것입니다.

**몸체 중간, 코일 내부.** 일반적인 피로 파손입니다. 교번 응력이 그동안 받은 사이클 수에 비해 너무 높습니다. 하중, 예하중 또는 쇼트피닝을 수정하십시오 — 피로 단계를 참고하십시오 — 강재 자체의 문제가 아닙니다. **양 끝 연삭면에서 한두 번째 코일 안쪽.** 연삭을 의심하십시오: 타거나 과열된 끝단은 스프링이 받치는 정확한 위치에 인장 잔류응력을 남깁니다. 또한 고르지 않은 받침면도 의심하십시오. 이는 해당 코일에 다른 코일보다 더 큰 하중을 가합니다. **압축 스프링의 맨 끝 코일.** 받침면 문제입니다. 받침면이 평평하지 않거나, 가장자리가 솟아 있거나, 스프링이 직각이 아니어서 받침면 위에서 흔들리고 있는 경우입니다. **인장 스프링의 후크 굽힘부.** 모든 스프링 작업에서 가장 흔한 단일 파손이며, 대개 제조 문제라기보다 설계 문제입니다: 굽힘 반경이 너무 좁은 것입니다. 같은 후크를 가진 교체품도 같은 현상을 보일 것입니다. 연장형 후크, 넉넉한 반경, 또는 나사산 인서트로 해결하십시오. **토션 스프링에서 다리가 코일을 빠져나오는 지점.** 응력은 이 전환부에서 가장 높으며, 굽힘부의 날카로움이 있으면 더 악화됩니다. 또한 스프링의 감김 방향(좌/우)이 올바른지 확인하십시오. **여러 코일이 파손되었거나 코일 한 곳이 평평하게 갈린 경우.** 단순한 파손이 아닙니다 — 스프링이 좌굴되었거나 완전히 압축되어 무언가에 계속 닿아 마찰한 것입니다. 하우징이나 로드에 대응하는 마모 흔적을 찾아보십시오. **세트 내 모든 스프링이 파손된 경우.** 시스템 문제입니다: 공진, 충격 하중, 또는 온도 문제입니다. 하나의 파손은 스프링의 문제이지만, 동일한 다섯 개의 파손은 기계의 문제입니다.

**피팅 부식**이 가장 큰 문제입니다. 피트는 날카로운 노치이며, 응력이 가장 높은 표면에서 형성되고, 쇼트피닝된 스프링에서는 제 역할을 하던 압축층을 제거합니다. 습한 환경에 사용되는 스프링은 단순히 도장하는 것이 아니라 이 점을 고려하여 사양을 정해야 합니다. 도료는 휘는 표면에 오래 붙어 있지 못하기 때문입니다. **응력 부식 균열**은 응력과 부식 환경이 동시에 필요하며, 하중을 받는 스프링에는 항상 응력이 존재합니다. 균열은 가지를 치며 선재를 가로질러 진행하고, 파단면에는 종종 피로 영역이 없습니다. 염화물 환경의 스테인리스강은 전형적인 조합이므로, '스테인리스'가 습한 환경의 적용에 자동으로 정답이 되는 것은 아닙니다. **프레팅**은 두 물체가 미시적으로 마찰하는 곳에서 발생합니다. 두 개를 겹쳐 끼운 스프링에서 코일끼리 맞닿는 경우나, 끝 코일이 시트(받침면)와 맞닿는 경우가 여기에 해당합니다. 붉은 갈색 분말과 무광의 얼룩으로 나타나며, 피로 균열을 매우 효과적으로 유발합니다. **수소 취성**은 도금이나 그 전 단계의 산세척에서 발생합니다. 스프링은 취성적으로 파단되며, 종종 장착 후 며칠 내에 쉽게 견뎌야 할 하중에서 깨집니다. 해결책은 도금 후 베이킹 처리이며, 예방책은 스프링에 도금이 정말 필요한지 묻는 것입니다. **열.** 용접 토치나 브레이크 근처에 있었던 스프링은 템퍼링되어 원래의 스프링이 아니게 됩니다. 변색이 있는지 확인하십시오. **무엇과든 접촉.** 하우징에 닿는 스프링은 평평하게 마모되며, 코일 바깥쪽의 평면은 응력 집중원이자 좌굴이 발생했다는 신호입니다. 스프링에 잘못이 있다고 단정하기 전에 상대 부품에서 일치하는 흔적이 있는지 찾아보십시오.

여섯 가지 질문. 5분이면 충분하며, 이것이 수리와 재고장을 가르는 차이입니다. **1. 교체품이 실제로 같은 스프링인가?** 마이크로미터로 선재 직경을, 캘리퍼스로 코일 직경을 측정하고 코일 수를 세십시오. 겉보기에 맞아 보여도 선재가 0.1mm 얇으면 강성은 78%가 됩니다. 다시 한번 4제곱 법칙이 적용됩니다. **2. 실제 장착 길이는 얼마인가?** 카탈로그가 아니라 현장에서 측정하십시오. 마모된 시트, 빠진 심(shim), 휘어진 브래킷은 잘못된 스프링과 마찬가지로 작동 길이, 따라서 힘과 응력을 확실하게 바꿉니다. **3. 무언가가 이것을 완전히 압축시킬 수 있는가?** 그렇고 그 용도로 설계되지 않았다면, 그것이 답이며 스토퍼가 해결책입니다. **4. 시트가 평평하고 직각인가?** 스프링을 평평한 면에 놓고 직각자를 대보십시오. 약 3도 이상 기울어 있으면 모든 코일의 한쪽에 하중이 실리게 됩니다. **5. 어딘가 마찰하고 있는가?** 코일에 반짝이는 흔적이나 하우징 또는 로드에 일치하는 흔적이 있는지 살펴보십시오. 마찰은 좌굴 또는 불충분한 간극을 의미하며, 두 경우 모두 문제가 再발합니다. **6. 왜 지금인가?** 기계가 수년간 작동했는데 한 달 사이에 스프링이 두 개 부러졌다면, 다른 무언가가 바뀐 것입니다. 속도, 하중, 온도, 또는 다른 공급업체. 스프링은 기계의 상태를 알려주고 있습니다. **그런 다음 덮기 전에 자유 길이와 장착 길이를 기록하십시오.** 다음번에는 그 기록이 이 단계 전체를 하나의 뺄셈으로 바꿔 줄 것입니다.