이 글의 목적은 체인블록과 수동 레버호이스트 등 수동 호이스트 장비의 과부하를 예방하기 위한 점검 항목, 하중 산정 공식, 작업 절차, 교육·관리 체계를 체계적으로 정리하여 현장에서 즉시 적용 가능하도록 돕는 것이다.
1. 수동 호이스트 과부하의 정의와 위험성
수동 호이스트 과부하란 장비의 정격하중(WLL, Working Load Limit 또는 SWL)을 초과하는 하중을 인가하거나, 동적 영향으로 실효 하중이 정격을 넘어서는 상태를 말한다.
과부하는 하중지지 부품의 연성 변형, 체인 링크 인장·굴곡 손상, 브레이크 슬립, 갈고리 개구 증가, 감속기 파손, 지지구조 전도 등으로 이어질 수 있다.
주의 : 정격하중을 초과하지 않았더라도 충격, 진동, 각도, 비대칭 인양 등으로 실효 하중이 증가하여 과부하와 동일한 손상이 발생할 수 있다.
2. 장비 유형과 과부하 민감도
2.1 체인블록(Chain Hoist)
상부 현수 고리에 고정하고 하중 체인을 수직 인양하는 방식이다. 브레이크가 하중 방향에 따라 자동 작동하며 충격에 민감하다. 수직 인양 전용으로 설계되어 각도 인양 시 체인 링크, 스프로킷, 브레이크에 비틀림이 발생한다.
2.2 레버호이스트(Lever Hoist, Come-Along)
레버 작동으로 하중을 미세 조정하며 수평 인출·장력 유지에 활용한다. 비수직 방향 하중에 상대적으로 관대하지만, 레버 과다 토크가 발생하면 내부 브레이크 라이닝과 기어에 과부하가 집중된다.
2.3 트롤리·빔클램프 조합
빔 트롤리 또는 클램프에 체인블록을 결합하여 이동한다. 빔 폭 조정, 바퀴·축 상태, 레일 평활도가 불량하면 편하중으로 과부하가 유발된다.
3. 정격하중과 안전계수의 개념
- 정격하중(WLL/SWL) : 제조사가 보증하는 허용 하중값이다.
- 안전계수(Safety Factor) : 파단하중 대비 정격하중의 비율로, 제품군·재질·규격에 따라 통상 4~5 수준이 적용되며 체인 등 일부 부품은 더 높게 설계된다.
- 증명하중(Proof Load) : 출고 검증 시 일시적으로 가하는 시험 하중으로, 정격하중 대비 1.25배 내외가 관행적으로 적용된다.
주의 : 증명하중은 시험 목적이다. 현장 작업에서 증명하중을 반복 인가하는 것은 금지한다.
4. 과부하를 만드는 요인 목록
| 요인 | 설명 | 과부하 영향 | 예방레버 |
|---|---|---|---|
| 정격 초과 하중 | WLL보다 무거운 물체 인양 | 직접 과부하 | 하중 계측, 등급 상향 장비 선정 |
| 충격·급가속 | 훅 걸림 해제·낙하·급정지 | 동적계수 1.3~2.0로 상승 | 점진 인양, 슬랙 제거 후 인양 |
| 각도 인양 | 슬링 각도 θ 축소 | 지지각도 계수 증가 | 가능한 수직 인양, 스프레더 사용 |
| 비대칭 하중 | 무게중심 불일치·편하중 | 일부 부품 과응력 | 중심표시, 2점 이상 균형 인양 |
| 마모·부식 | 체인 단면 감소 | 실제 안전계수 저하 | 폐기 기준 준수, 사전 점검 |
| 온도·환경 | 고온, 극저온, 화학약품 | 재질 강도·마찰계수 변화 | 해당 환경 등급 제품 사용 |
| 지지구조 부적합 | 빔 강도 부족·클램프 설치 불량 | 지지부 실패 | 빔 허용하중 검증, 설치 체크 |
| 레버 과토크 | 추가 파이프·몸통 이용 | 기어·브레이크 파손 | 연장봉 금지, 규정 토크 준수 |
5. 과부하 예방 계산 절차(현장 실무용)
5.1 기본 공식
필요 정격하중 산정식은 다음과 같다.
필요 정격하중[kN 또는 kgf] = 대상물 중량 × 동적계수 × 환경계수 × 지지각도계수 × 편하중계수
권장 장비 정격하중 = 필요 정격하중 × 여유율(≥1.1~1.25)- 동적계수: 충격·진동 고려값이다. 양호한 조작 1.1~1.2, 일반 1.3, 거칠거나 반복 충격 1.5 이상으로 본다.
- 환경계수: 고온·부식·오염 1.05~1.2 수준으로 반영한다.
- 지지각도계수: 수직 인양은 1.0이다. 슬링 두 다리 인양 시 각 다리 장력은
T = W / (2 × cosθ)이므로, 계수는1 / (2 × cosθ)로 표현할 수 있다. - 편하중계수: 무게중심 불확실, 트롤리 이동, 기구 장착 등 불균형 위험이 있으면 1.05~1.2를 적용한다.
5.2 계산 예시
조건: - 대상물 800 kg - 일반 작업(동적계수 1.3) - 보통 환경(환경계수 1.0) - 두 다리 체인슬링, 다리각 θ=45° - 무게중심 불확실(편하중계수 1.1) - 여유율 1.25
계산:
지지각도계수 = 1 / (2 × cos45°) = 1 / (2 × 0.707) ≈ 0.707
그러나 각 다리 장력 = W × 1.3 × 1.0 × 0.707 × 1.1 ≈ 800 × 1.3 × 0.707 × 1.1
= 800 × 1.010 ≈ 808 kgf (다리 1개당)
슬링 사양은 다리당 ≥ 808 kgf 필요
호이스트 필요 정격하중(수직 총하중 기준):
= 800 × 1.3 × 1.0 × 1.0 × 1.1 = 1,144 kgf
권장 장비 정격하중 = 1,144 × 1.25 ≈ 1,430 kgf
결론:
정격 1.5 t 체인블록 선택,
두 다리 슬링은 각 다리 정격 ≥ 1 t로 선정한다.주의 : 각도계수 산정 시 호이스트 본체에는 수직 총하중이 작용하나, 슬링과 훅에는 각도에 따른 장력이 증가한다. 슬링과 훅의 정격은 각도 장력 기준으로 선정한다.
5.3 동적계수 선택 가이드
| 작업상태 | 예시 | 권장 동적계수 |
|---|---|---|
| 매우 양호 | 저속, 충격 없음, 사전 텐션 후 인양 | 1.05~1.1 |
| 일반 | 보통 속도, 경미한 진동 | 1.2~1.3 |
| 불량 | 급정지·급가속, 반복 충격 | 1.4~1.6 |
| 매우 불량 | 타격·진자운동·거친 지면 이동 | ≥1.7 |
6. 작업 전·중·후 과부하 방지 체크리스트
6.1 작업 전
- 정격하중·리프트 높이·체인 길이를 확인한다.
- 체인 링크 늘어남, 뒤틀림, 균열, 부식, 단면감소 10% 이상 여부를 점검한다.
- 갈고리 개구 증가가 초기 대비 10% 이상인지 측정한다.
- 브레이크 작동 시험을 무부하와 소부하 상태에서 확인한다.
- 상부 현수 고리·클램프·빔 트롤리 설치 토크와 잠금핀 상태를 점검한다.
- 지지빔 허용하중과 국부좌굴 위험을 검토한다.
- 하중 추정치를 산출하고 필요한 정격하중을 계산한다.
- 슬링 각도 계획과 중심점 위치를 지정한다.
- 하중경로와 추락·협착 위험구역을 통제선으로 설정한다.
6.2 작업 중
- 슬랙을 제거한 후 서서히 인양한다.
- 레버 연장봉 사용을 금지한다.
- 하중이 걸린 상태에서 측면 당김을 하지 않는다.
- 체인 꼬임·교차가 없는지 수시 확인한다.
- 이상음, 브레이크 미끄러짐, 갈고리 회전 과다 시 즉시 정지한다.
- 트롤리 이동 시 하중을 낮추고 진자운동을 억제한다.
6.3 작업 후
- 하중 제거 후 공회전으로 브레이크 복귀 상태를 확인한다.
- 윤활과 청소를 실시하고 보관 케이스에 수납한다.
- 일일점검 기록과 이상소견을 설비관리대장에 남긴다.
7. 점검·폐기 기준 요약
| 부품 | 점검 포인트 | 폐기·수리 기준 예시 |
|---|---|---|
| 하중 체인 | 늘어남, 굽힘, 균열, 부식, 링크 변형 | 링크 길이 증가 3% 이상, 단면 감소 10% 이상, 균열 발견 시 즉시 폐기 |
| 갈고리 | 개구 증가, 목부 균열, 안전걸쇠 손상 | 개구 10% 이상 증가 또는 목부 변형·균열 시 교체 |
| 브레이크 | 미끄러짐, 과도한 레버 힘 필요 | 미끄러짐 발생 시 라이닝·스프링 정비 후 재시험 |
| 스프로킷·기어 | 치면 마모, 이빠짐 | 치면 마모 심화·칩핑 시 교체 |
| 현수 고리·클램프 | 핀 풀림, 균열 | 핀 변형·균열·나사 손상 시 교체 |
| 트롤리 | 바퀴 마모, 축 휨 | 바퀴 플랫·축 휨 시 분해 점검 후 교체 |
주의 : 재질 등급이 다른 부품을 혼용하지 않는다. 동일 사양·동일 등급 부품으로 교체한다.
8. 하중 추정과 계측의 실무
8.1 도면·명판이 없는 대상물의 추정
- 재질별 밀도와 체적 산출로 추정한다.
- 유사 형상 기준의 단위중량 표를 참조한다.
- 볼트온 부속품을 포함한 총중량을 가산한다.
8.2 휴대용 하중계 활용
- 인라인 로드셀 또는 훅 로드셀을 호이스트와 하중 사이에 설치한다.
- 무부하 제로 조정 후 서서히 인장하면서 실측한다.
- 피크 홀드 기능으로 동적 최대값을 기록한다.
8.3 하중 분배의 정량화
두 점 인양에서 무게중심이 중앙에서 x만큼 치우치면 가까운 슬링 장력이 증가한다. 단순빔 모델로 근사하면 장력 비는 지레비와 동일하게 산정한다.
예시: 빔 길이 L=2.0 m, 무게중심이 한쪽으로 0.2 m 치우침 가까운 슬링 장력 비 ≈ (L/2 + 0.2) : (L/2 - 0.2) = 1.2 : 0.8 = 3 : 2 가까운 슬링에 60% 하중, 먼 슬링에 40% 하중 작용9. 설치·지지구조 검토 포인트
- 빔 허용하중: 국부좌굴과 처짐 기준을 확인한다.
- 클램프 설치: 빔 플랜지 두께·폭에 맞게 설정하고 풀림방지핀을 체결한다.
- 트롤리: 바퀴와 레일 접촉면이 평행인지 확인하고 좌우 유격을 균등하게 조정한다.
- 앵커 포인트: 콘크리트 앵커는 인발·전단 허용하중을 검토한다.
10. 운영 절차 표준(SOP) 샘플
1) 준비 - 작업허가 확인, 위험성평가 최신본 확인 - 장비 정격·점검표 확인, 로드셀 준비 - 통제구역 설정, 신호수 배치
훅업
슬링 각도 60° 이상 확보 목표
안전걸쇠 완전 닫힘 확인
슬랙 제거 후 10~15 cm 프리리프트로 안정 확인
인양
1분에 2~3회전 이하 속도로 서서히
이상음·진동 시 즉시 정지
이동은 저속·저상태 유지
하강·해체
지정 지지면 위에 천천히 하강
하중 완전 해제 후 슬링 제거
장비 청소·윤활 및 보관
사후
작업기록 작성, 이상 보고·조치11. 교육·자격·표지
- 조작자 교육: 정격하중, 각도계수, 동적계수, 비상정지 절차를 포함한다.
- 신호수 교육: 표준 수신호, 아이컨택, 복명복창을 적용한다.
- 장비 표지: 정격하중, 제조사, 체인 등급(예: Grade 80/100), 시리얼, 검사일자를 명확히 표기한다.
12. 현장 폼·점검서 서식 예시
| 항목 | 세부 점검 내용 | 기준 | 결과 |
|---|---|---|---|
| 정격 확인 | WLL 라벨 식별 가능 여부 | 명확 표기 | 적합/부적합 |
| 체인 상태 | 늘어남·틀어짐·균열 | 없음 | 적합/부적합 |
| 갈고리 | 개구 치수, 걸쇠 작동 | 개구 증가 ≤10% | 적합/부적합 |
| 브레이크 | 무부하·소부하 테스트 | 슬립 없음 | 적합/부적합 |
| 현수 장치 | 클램프·트롤리 체결 | 풀림 없음 | 적합/부적합 |
| 슬링 각도 | θ≥60° 확보 | 확보 | 적합/부적합 |
| 로드셀 | 제로·스팬 확인 | 정상 | 적합/부적합 |
13. 흔한 과부하 징후와 즉시 중지 기준
| 징후 | 관찰 포인트 | 조치 |
|---|---|---|
| 레버 과도 힘 | 기존 대비 과한 토크 필요 | 즉시 정지, 하중 감량·장비 상향 |
| 브레이크 미끄러짐 | 정지 후 서서히 하강 | 하강 후 사용 중지, 정비 |
| 체인 튐·비틀림 | 스프로킷 이탈 경향 | 즉시 정지, 꼬임 해소 |
| 갈고리 개구 확대 | 눈대중 증가, 게이지 초과 | 부품 교체 |
| 이상음·금속 마찰음 | 기어·베어링 영역 | 정지 후 분해 점검 |
14. 사례 기반 리스크 줄이기
14.1 소형 금형 교체 작업
- 금형 중량 편차가 크므로 항상 로드셀로 확인한다.
- 리니어 가이드 마찰로 갑작스런 해방이 발생할 수 있으므로 프리리프트와 재확인 후 이동한다.
14.2 배관 스풀 맞물림 해제
- 수평 인출 시 레버호이스트를 양측 대칭 배치하여 편하중을 줄인다.
- 파이프 스프링백에 대비해 완만한 텐션 조절을 수행한다.
14.3 차량 적재·하역
- 차체 스프링 변형으로 동적계수가 커지므로 여유율을 상향한다.
- 하역면의 미끄럼을 방지하기 위해 초크·패드를 사용한다.
15. 윤활·보관과 수명 관리
- 하중 체인은 제조사 권장 윤활유를 얇게 도포한다.
- 고습·부식성 환경을 피하고 통풍되는 장소에 보관한다.
- 정기점검 주기를 설정하고 사용시간·사이클을 누적 기록한다.
16. 간이 계산 도구(현장 암산용)
[암산 규칙] - 1톤 = 9.81 kN ≈ 10 kN - cos60°=0.5, cos45°≈0.707, cos30°≈0.866 - 두 다리 슬링 장력 계수 = 1/(2×cosθ) θ=60° → 0.5, θ=45° → 0.707, θ=30° → 1/(2×0.866)=0.577
[빠른 선정]
필요 WLL(ton) ≈ 대상중량(ton) × 동적계수(1.3 권장) × 편하중(1.1)
호이스트는 위 값의 1.25배 등급 선택17. 도면·라벨 표기 모범
- 장비 라벨: 정격하중, 등급, 시리얼, 제조연월, 검사일자, 책임부서를 필수 표기한다.
- 보관함 라벨: 점검주기, 윤활 주기, 허용 사용 각도 도해를 포함한다.
18. 셀프 감사 체크리스트(월간)
| 번호 | 질문 | 증빙 | 상태 |
|---|---|---|---|
| 1 | 정격 1.25배 여유 정책이 문서화되어 있는가 | SOP, 교육자료 | 양호/미흡 |
| 2 | 로드셀 보유 및 정기 교정이 수행되는가 | 교정성적서 | 양호/미흡 |
| 3 | 슬링 각도 60° 이상 확보 설계가 기본값인가 | 작업계획서 | 양호/미흡 |
| 4 | 체인·갈고리 폐기 기준이 현장에 비치되어 있는가 | 게시판 | 양호/미흡 |
| 5 | 레버 연장봉 사용 금지 교육이 반복되는가 | 교육일지 | 양호/미흡 |
| 6 | 빔 허용하중 검토 기록이 보관되는가 | 구조검토서 | 양호/미흡 |
FAQ
정격하중과 증명하중은 무엇이 다른가?
정격하중은 일상 사용 시 초과해서는 안 되는 허용 하중이며, 증명하중은 출고 전 또는 검사 시 일시적으로 가하는 시험 하중 값이다. 증명하중은 현장 작업에 적용하지 않는다.
레버호이스트에 파이프를 끼워 더 긴 레버로 써도 되는가?
허용되지 않는다. 레버 토크가 과도하게 증가해 내부 기어·브레이크 파손과 과부하 위험이 높아진다.
두 다리 슬링에서 각도는 왜 중요하나?
각도가 작아질수록 각 다리의 장력이 증가한다. θ=30°에서는 수직 대비 약 15% 이상 장력이 증가하므로 각도를 크게 유지해야 한다.
하중을 모를 때는 어떻게 하나?
도면·명판 확인 후 불확실하면 로드셀로 계측한다. 계측 전 프리리프트와 슬랙 제거를 수행하여 동적 영향 없이 값을 얻는다.
체인 윤활은 어떤 주기로 하나?
사용 빈도와 환경에 따라 일일 또는 주간 단위로 가볍게 윤활한다. 과도한 윤활은 오염을 유도할 수 있으므로 얇게 도포한다.