압축기는 거의 모든 제조 시설에서 필수적인 장비입니다. 공기 또는 가스 시스템의 심장부로 불리는 이 장비는 특히 윤활에 있어 특별한 관리가 필요합니다. 압축기에서 윤활이 얼마나 중요한 역할을 하는지 이해하려면 먼저 압축기의 기능과 윤활유에 미치는 영향, 어떤 윤활유를 선택해야 하는지, 그리고 어떤 오일 분석 테스트를 수행해야 하는지 알아야 합니다.
● 압축기 종류 및 기능
다양한 종류의 압축기가 있지만, 그 주된 역할은 거의 동일합니다. 압축기는 기체의 부피를 줄여 압력을 높이도록 설계되었습니다. 간단히 말하면, 압축기는 기체를 위한 펌프와 같습니다. 기본적인 기능은 같지만, 압축기는 부피를 줄여 기체를 시스템 전체로 이동시키는 반면, 펌프는 액체를 가압하여 시스템 전체로 이송한다는 점이 주요 차이점입니다.
압축기는 크게 용적형과 동적형의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 용적형에는 로터리 압축기, 다이어프램 압축기, 왕복동 압축기가 포함됩니다. 로터리 압축기는 스크류, 로브 또는 베인을 통해 가스를 좁은 공간으로 밀어 넣어 압축하는 방식으로 작동하며, 다이어프램 압축기는 막의 움직임을 통해 가스를 압축합니다. 왕복동 압축기는 크랭크축에 의해 구동되는 피스톤 또는 일련의 피스톤을 통해 가스를 압축합니다.
원심 압축기, 혼합 유동 압축기 및 축류 압축기는 동적 압축기 범주에 속합니다. 원심 압축기는 성형된 하우징 내에서 회전하는 디스크를 사용하여 가스를 압축하는 방식으로 작동합니다. 혼합 유동 압축기는 원심 압축기와 유사하게 작동하지만 유동을 방사 방향이 아닌 축 방향으로 구동합니다. 축류 압축기는 일련의 에어포일을 통해 압축을 생성합니다.
● 윤활유에 미치는 영향
압축기 윤활유를 선택하기 전에 고려해야 할 주요 요소 중 하나는 작동 중에 윤활유가 받을 수 있는 스트레스 유형입니다. 일반적으로 압축기에서 윤활유에 스트레스를 주는 요인으로는 습기, 극심한 열, 압축 가스 및 공기, 금속 입자, 가스 용해도, 고온의 배출 표면 등이 있습니다.
가스를 압축하면 윤활유에 악영향을 미쳐 점도가 현저히 떨어지고 증발, 산화, 탄소 침전 및 수분 축적으로 인한 응축이 발생할 수 있다는 점을 명심하십시오.
윤활유에 발생할 수 있는 주요 문제점을 파악했다면, 이 정보를 활용하여 이상적인 압축기 윤활유를 선택할 수 있습니다. 우수한 윤활유 후보는 산화 안정성, 마모 방지 및 부식 방지 첨가제, 그리고 유화 분리성을 갖추어야 합니다. 또한, 합성 기유는 더 넓은 온도 범위에서 우수한 성능을 발휘할 수 있습니다.
● 윤활유 선택
적절한 윤활유를 사용하는 것은 압축기의 수명을 연장하는 데 매우 중요합니다. 첫 번째 단계는 장비 제조업체(OEM)의 권장 사항을 참조하는 것입니다. 압축기 윤활유의 점도와 윤활 대상 내부 부품은 압축기 유형에 따라 크게 다를 수 있습니다. 제조업체의 권장 사항은 좋은 출발점이 될 수 있습니다.
다음으로, 압축되는 가스의 종류를 고려해야 합니다. 가스의 종류는 윤활유에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 공기를 압축할 경우 윤활유 온도가 상승하는 문제가 발생할 수 있습니다. 탄화수소 가스는 윤활유를 용해시키는 경향이 있으며, 결과적으로 점도를 점차 낮춥니다.
이산화탄소나 암모니아와 같은 화학적으로 비활성인 기체는 윤활유와 반응하여 점도를 낮추거나 시스템 내에 비누를 생성할 수 있습니다. 산소, 염소, 이산화황, 황화수소와 같은 화학적으로 활성인 기체는 윤활유에 수분이 과다할 경우 끈적한 침전물을 형성하거나 매우 부식성이 강해질 수 있습니다.
압축기 윤활유가 노출되는 환경도 고려해야 합니다. 여기에는 주변 온도, 작동 온도, 주변 공기 중 오염 물질, 압축기가 실내에 설치되어 있는지 또는 실외에 설치되어 악천후에 노출되는지 여부, 그리고 사용되는 산업 분야 등이 포함될 수 있습니다.
압축기는 제조사(OEM)의 권장 사항에 따라 합성 윤활유를 사용하는 경우가 많습니다. 장비 제조업체는 보증 조건으로 자사 브랜드 윤활유 사용을 요구하는 경우도 흔합니다. 이러한 경우에는 보증 기간이 만료된 후에 윤활유를 교체하는 것이 좋습니다.
현재 광물성 윤활유를 사용하고 있다면 합성 윤활유로 전환하는 것이 타당한지 신중하게 고려해야 합니다. 합성 윤활유는 일반적으로 더 비싸기 때문입니다. 물론, 오일 분석 보고서에서 특정 문제가 발견된다면 합성 윤활유가 좋은 선택이 될 수 있습니다. 하지만 단순히 문제의 증상만 해결하는 것이 아니라 시스템의 근본 원인을 해결해야 합니다.
압축기에 가장 적합한 합성 윤활유는 무엇일까요? 일반적으로 폴리알킬렌 글리콜(PAG), 폴리알파올레핀(POA), 일부 디에스테르 및 폴리올에스테르가 사용됩니다. 어떤 합성 윤활유를 선택할지는 기존에 사용하던 윤활유와 적용 분야에 따라 달라집니다.
산화 저항성과 긴 수명을 특징으로 하는 폴리알파올레핀(PAG)은 일반적으로 광물유를 대체하기에 적합합니다. 물에 녹지 않는 폴리알킬렌글리콜(PAG)은 우수한 용해성을 제공하여 압축기를 깨끗하게 유지하는 데 도움이 됩니다. 일부 에스테르는 PAG보다 용해성이 더 좋지만 시스템 내 과도한 수분에는 취약할 수 있습니다.
| 숫자 | 매개변수 | 표준 시험 방법 | 단위 | 명사 같은 | 주의 | 비판적인 |
| 윤활유 특성 분석 | ||||||
| 1 | 점도 &@40℃ | ASTM 0445 | cSt | 새로운 오일 | 명목 +5%/-5% | 명목 +10%/-10% |
| 2 | 산가 | ASTM D664 또는 ASTM D974 | mgKOH/g | 새로운 오일 | 변곡점 +0.2 | 변곡점 +1.0 |
| 3 | 첨가 원소: Ba, B, Ca, Mg, Mo, P, Zn | ASTM D518S | ppm | 새로운 오일 | 명목 +/- 10% | 명목 +/- 25% |
| 4 | 산화 | ASTM E2412 FTIR | 흡광도 /0.1 mm | 새로운 오일 | 통계적 근거를 바탕으로 선별 도구로 사용됩니다. | |
| 5 | 질산화 | ASTM E2412 FTIR | 흡광도 /0.1 mm | 새로운 오일 | 통계 기반이며 시나리오 도구로 사용됩니다. | |
| 6 | 항산화제 RUL | ASTMD6810 | 퍼센트 | 새로운 오일 | 명목 -50% | 명목 -80% |
| 바니쉬 전위 막 패치 색도 측정 | ASTM D7843 | 1~100점 척도 (1점이 최고점) | <20 | 35 | 50 | |
| 윤활유 오염 분석 | ||||||
| 7 | 모습 | ASTM D4176 | 유리수 및 패뉼라에 대한 주관적인 육안 검사 | |||
| 8 | 수분 함량 | ASTM E2412 FTIR | 퍼센트 | 목표 | 0.03 | 0.2 |
| 바삭바삭 | 0.05%까지 민감하며 선별 도구로 사용됩니다. | |||||
| 예외 | 수분 함량 | ASTM 06304 칼 피셔 | ppm | 목표 | 300 | 2.000 |
| 9 | 입자 수 | ISO 4406: 99 | ISO 코드 | 목표 | 목표 +1 범위 번호 | 목표 +3 범위 숫자 |
| 예외 | 패치 테스트 | 독점적인 방법 | 육안 검사를 통해 파편의 진위 여부를 확인하는 데 사용됩니다. | |||
| 10 | 오염원소 : Si, Ca, Me, AJ 등 | ASTM DS 185 | ppm | <5* | 6-20* | >20* |
| *오염물질, 적용 분야 및 환경에 따라 다릅니다 | ||||||
| 윤활유 마모 파편 분석 (참고: 비정상적인 수치가 나올 경우 분석적 페로그래피를 추가로 실시해야 합니다.) | ||||||
| 11 | 마모 파편 구성 원소: Fe, Cu, Cr, Al, Pb, Ni, Sn | ASTM D518S | ppm | 역사적 평균 | 명목값 + 표준편차 | 명목값 +2 표준편차 |
| 예외 | 철 밀도 | 독점적인 방법 | 독점적인 방법 | 히르토릭 평균 | 명목 + S0 | 명목값 +2 표준편차 |
| 예외 | PQ 인덱스 | PQ90 | 색인 | 역사적 평균 | 명목값 + 표준편차 | 명목값 +2 표준편차 |
원심 압축기용 오일 분석 테스트 목록 및 경보 한계치의 예입니다.
● 오일 분석 테스트
오일 샘플에 대해 다양한 테스트를 수행할 수 있으므로 테스트 종류와 샘플링 빈도를 신중하게 선택하는 것이 필수적입니다. 테스트는 윤활유의 유체 특성, 윤활 시스템 내 오염 물질 존재 여부, 기계 마모 잔해 등 세 가지 주요 오일 분석 범주를 포함해야 합니다.
압축기 유형에 따라 테스트 항목에 약간의 차이가 있을 수 있지만, 일반적으로 윤활유의 유체 특성을 평가하기 위해 점도, 원소 분석, 푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광법, 산가, 바니시 생성 가능성, 회전 압력 용기 산화 시험(RPVOT) 및 유화 분리 시험이 권장됩니다.
압축기 유체 오염 물질 검사에는 외관 분석, FTIR 분석 및 원소 분석이 포함될 가능성이 높으며, 마모 파편 분석 측면에서는 원소 분석만 일상적으로 실시됩니다. 원심 압축기의 오일 분석 검사 항목 및 경보 한계치 예시는 위에 나와 있습니다.
특정 테스트는 여러 가지 사항을 평가할 수 있기 때문에 일부 테스트는 여러 범주에 나타날 수 있습니다. 예를 들어, 원소 분석은 유체 특성 관점에서 첨가제 소모율을 파악할 수 있는 반면, 마모 파편 분석이나 FTIR 분석을 통해 얻은 구성 요소 조각은 유체 오염 물질로서 산화 또는 수분을 식별할 수 있습니다.
경보 한계값은 실험실에서 기본값으로 설정되는 경우가 많으며, 대부분의 공장에서는 이러한 값의 타당성에 의문을 제기하지 않습니다. 하지만 이러한 한계값이 귀사의 신뢰성 목표에 부합하는지 검토하고 확인해야 합니다. 프로그램을 개발하면서 경보 한계값을 변경하는 것도 고려해 볼 수 있습니다. 경보 한계값은 초기에는 다소 높게 설정되는 경우가 많지만, 더욱 엄격한 청정도 목표, 여과 및 오염 제어로 인해 시간이 지남에 따라 변경될 수 있습니다.
● 압축기 윤활 이해
압축기의 윤활은 다소 복잡해 보일 수 있습니다. 압축기의 작동 방식, 시스템이 윤활유에 미치는 영향, 적절한 윤활유 선택, 그리고 필요한 오일 분석 테스트에 대해 팀원들과 함께 잘 이해할수록 장비의 수명을 연장하고 성능을 향상시킬 수 있습니다.
게시 시간: 2021년 11월 16일