공압기기 배관구성시 유의점과 주의사항

공압기기 배관구성시 유의점과 주의사항

문서 차례 1. 공압기기 관배관시주의사항 2. 플러싱 방법 3. 취급상 주의사항 4. 압축공기의 질관리 1. 공압기기 관배관시주의사항 Top (1) 강관직접배관 강관을 절단한 경우는 강관 절단후 외경 및 내경에 줄 가공을 한 후 압축공기로 플러싱(Flushing)을 하거나 세정액으로 세정을 한다. 나사부에는 실테이프를 감는다. 이때 나사 끝단에서 1~2산 남기고 테이프를(1~2겹으로)감은 후 손끝으로 밀착시킨다. 나사의 끝까지 테이프를 감아버리면 체결시 테이프가 떨어져 기기내부로 혼입되므로 고장의 원인이 된다. 액체상태의 실재를 사용할 때에도 마찬가지로 나사 끝단에서 1~2산 마기고,넘치지 않도록 주의하면서 도포한다. 또한 기기의 암나사측은 도포하지 않는다. 암나사에 도포하면 배관시에 실재가 기기 내부로 들어가 작동불량 등을 일으키기 쉽다. 기기의 교환,점검 등 보수를 고려하여 부분적으로 떼어낼 수 있도록 유니온 이음 등으로 접속하면 좋다. 이와 같이 하지 않으면 배관의 점검 및 보수시 장시간을 필요로 하거나 관계없는 부분까지도 떼어내야 하기 때문에 보전성이 극히 나쁘게 된다. 공기압은 유압에 비해 낮은 압력으로 사용되므로 기밀을 유지하기도 쉽다. 또한 공기압기기는 알루미늄 주물이나 다이캐스트로 만드는 것이 많다. 따라서 필요이상의 힘으로 나사를 조이면 나사부분이 파손되므로 주의를 요한다. (2) 관이음매에 의한 배관 나일론 튜브,고무호스 및 연질동관의 경우는 관이음매를 이용하여 배관한다. 이 관이음매를 기기에 나사조임할 때에는 다음 사항에 주의해야 한다. 튜브의 단면은 축방향에 직각이 되도록 튜브 커터로 절단하는 것이 좋다. PINCHERS,니퍼,가위 등으로 절단하면 튜브가 찌그러지거나, 잘라지지않고 남는 부분이 있어서 실불량,기기의 동작불량등의 원인이 되므로 주의해야 한다. 관이음매는 튜브의 실 방식이 메이커에 따라 다르기 때문에 사용전에 확인하는 것이 중요하다. 또한 튜브 크기가 밀리규격과 인치규격이 있으므로 주의할 필요가 있다. 호스는 강관에 비해 약한 것도 있으므로 주의하여 취급하지 않으면 파손되어 수명에 영향을 미친다. 또한 호스가 인장하지 않는 것은 압력이 작용하면 신축이 생기므로 여유를 가져야 한다. 금속관이음매 부착 부분에서는 호스를 급격히 굽히지 말고 호스외경의 3배이상 직선부분을 가지도록 굽혀야 하며 반경은 메이커에서 정해진 규정 값을 준수한다. 호스는 다른 물체와 접촉이 있으면 파손의 원인이 되므로 접촉을 피해야 한다. 또한 고온부와의 접촉을 피하고 접촉이 있는 경우에는 외장 보호를 고려한다. 2. 플러싱 방법 Top 기기가 몇개로 연결되어 있는 때에는 상류측에서부터 차례로 플러싱을 실시한 후 배관을 한다. 솔레노이드 밸브는 공기중에 있는 이물질의 영향을 받기 쉬우므로 설치,배관후의 플러싱이 중요하다. ①SUB PLATE배관의경우 -.몸체를 분리하여,공급측에서 압축공기를 세게 불어 넣어 찌꺼기 등을 방출한다. -.SUB PLATE에 몸체를 부착하여 실린더 포트부를 분리하여 수동으로 솔레노이드를 절환하면서 이물질,먼지 등을 제거한다. -.실린더 포트에 배관을 접속하고 수동으로 솔레노이드 밸브를 절환,교대로 배기포트에서 공기를 방출하여 플러싱을 완료한다. 3. 취급상 주의사항 Top (1) 필터 배관은 플러싱을 한 후 접속한다 상부에 화살표를 보아 흐름의 방향으로 배관한다. 반대방향으로는 정상적인 드레인 분리효과가 없다. 드레인 코크가 아래방향으로 되게 한다. 횡방향에서는 사용이 불가능하다. 드레인 높이가 배플 플레이트에 도달하기 전에 드레인 코크를 개폐하여야 한다. 이때 손으로 하여야 하며 공구 등을 사용하면 파손하게 된다. 필터 케이스는 플라스틱이므로 신나,알코올 등 유기용제나 4산화탄소,산 등의 화학약품이 묻지 않도록 하고 이런 주위에서의 사용은 피한다. 직사광선,한냉기에서의 옥외 사용은 피하고 주위온도 및 유체온도가 5~60ºC인 경우에 일반적으로 사용한다. 최고 사용압력은 9.9kgf/cm2이하로 한다. 필터 케이스의 청소는 반드시 중성세제를 사용하고 신나,가솔린,알코올 등의 용제를 사용하지 않는다. 유기용제가 묻을 위험이 있는 경우에는 금속케이스를 사용한다(플라스틱케이스와 호환성이 있다) (2) 감압밸브 배관은 플러싱을 한 후 접속한다 본체는 화살표와 같이 공기의 흐름방향으로 배관한다. 반대방향으로 하면 정상으로 작동하지 않는다. 감압밸브의 밸브 가이드(핸들반대방향)부분이 60mm이상 공간을 갖도록 부착하면 보수점검이 쉽다. 압력조절핸들은 우회전하면 2차 압력상승,좌회전하면 압력강하가 된다.논릴리프형과 릴리프형이 있으며 논릴리프형의 경우에는 압력을 내릴 때 출구를 대기에 개방한다. 핸들의 조작은 손으로 하여야 한다. 공구등을 사용하면 고장의 원인이 된다. 압력 조정후에는 반드시 로크너트를 잠근다.진동 등으로 압력 조정나사가 움직여 조정압력이 변동하는 것이 방지된다. 직사광선이 있는 장소,한냉지의 옥외사용은 피하고,사용시 주위온도는 5~60ºC를 일반적인 사용범위로 한다. 최고 사용압력9.9kgf/cm2 이하에서 사용한다. (3) 루브리케이터 배관은 플러싱을 한 후 접속한다 화살표방향의 공기흐름방향으로 배관한다.반대방향으로는 정상으로 작동하지 않는다 루브리케이터의 케이스(투명용기)는 아래방향으로 접속하고 횡방향이나 상방향에서는 사용불가능하다 급유 마개를 열어,먼지나 물이 없는 깨끗한 기름을 공급한다.급유는 터어빈유1종(ISO VG 32)이 적당하다. 브레이크유나 스핀들유는 사용하지 않는다 급유량은 용기의 80%(오일 레벨 상한선)까지 넣는다.지나치게 공급하면 정상적으로 작동하지 않게 된다 적하유량조정은 니들로 한다. 니들을 풀면(좌회전) 적하유량이 많게 되고,잠그면(우회전) 적하유량이 적게 된다. 니들의 조작은 손으로 하고 공구 등을 사용하면 파손되어 사용이 불가능하게 된다. 루브리케이터의 케이스는 플라스틱이므로 신나,알코올 등의 유기용제,4산화탄소,산 등의 화학약품이 묻지 않도록 하고 이러한 환경에서는 사용을 피한다. 직사광선이 있는 장소,한냉지의 옥외사용은 피하고,사용시 주위온도는 5~60ºC를 일반적인 사용범위로 한다. 최고 사용압력9.9kgf/cm2 이하에서 사용한다 케이스의 청소는 반드시 중성세제를 사용하고 신나,가솔린,알코올 등으 용제는 사용하지 않는다. (4) 방향제어밸브 배관은 플러싱을 한 후 접속한다. 만약의 트러블을 고려하여 전자밸브 부착,탈착 및 분해조립이 쉽도록 배관계를 설계,시공한다 진동에 의한 오동작이 없도록 하고,직접 물,분진 등이 전자 밸브 내부에 들어가지 않도록 설치방향에 주의한다. 예를 들면 스풀형 솔레노이드나 3위치 밸브는 스풀 밸브가 수평이 되도록 부착하고 또한 진동방향과 스풀 밸브의 방향이 직각이 되도록 고려한다. 주위에 분진등이 많은 경우,배기 포트에 소음기 또는 엘보 이음을 아래방향으로 부착하여 분진의 자연 혼입을 방지한다. 또한 2차측 관내로의 분진 혼입방지를 위해 실린더 로드부를 벨로스(bellows)고무호스등으로 보호한다*드레인이 다량으로 밸브 내부에 들어갈 우려가 있는 경우,편 솔레노이드는 솔레노이드가 아래 방향으로 되지 않도록 주의한다. 드레인이 솔레노이드 커버부에 유입하여 트러블을 일으킬 우려가 있다. 윤활유를 사용하는 경우,윤활유의 종류를 규격품으로 선정해야 하며 윤활유는 터빈유 1종(ISO VG 32)또는 2종을 사용한다. 스핀들유,머신유를 사용하면 NBR등의 패킹류가 팽윤하여 작동불량의 원인이 된다. 메탈실형의 솔레노이드 밸브는 압축기 이후에 여과도 5μm상당의 필터를 설치하여 압축기에서 발생하는 카본 등을 제거한다. 필터는가능한 솔레노이드 밸브 바로 앞에 부착하는 것이 좋다. 또한 필터로는 제기되지 않는 미세한 이물질이 다량으로 밸브 내부에 혼입될 유려가 있는 경우에는 보다 여과정도가 높은 미스트 세퍼레이터 등을 필터와 조합하여 사용하면 효과가 있다. 파일럿형 전자밸브의 경우,일차측이 너무 좁아지지 않도록 배관을 하고,좁혀지면 전환시에 압력강하가 커서 오동작의 원인이 되는 경우가 있다. 다량의 드레인이 밸브 내부에 들어가지 않도록 주의한다.특히 고온화(50ºC이상)되면 드레인은NBR등의 재질에 악영향을 미쳐 작동불양의 원인이 되는 경우가 있다.도한 다량의 드레인이 파일럿 내부에 들어가면 드레인이 충분히 배출되지 않고 작동불양 및 응답성을 나쁘게 하는 경우가 있다. 드레인이 밸브 내부에 들어가지 않는 간단한 방법으로서 필터를 2개 나란히 부착하면,하류측의 필터에서는 드레인만이 유입되므로 자동 드레인밸브가 확실히 작동하여 드레인의 배출에 효과가 있다. 전원전압의 변동은 정격전압의 +10% ~ -10% 범위내로 한다. 양 솔레노이드의 경우,동시 통전을 하지 않아야 하며 특히 직동 메탈형식의 경우는 동시통전을 하면 솔레노이드 손상의 원인이 된다. 3위치 CLOSED CENTER TYPE밸브를 사용하여 실린더를 중간 정지시키는 경우는 배관,이음부, 속도 제어 밸브,실린더 등을 중성세제를 사용하여 공기가 누출되는 지 충분히 점검을 한다. (5)소음기 및 EXHAUST CLEANER 수지제의 소음기에 충격적인 횡하중이 걸리면 나사부분이 파손할 우려가 있으므로 주의해야 한다. 부착후의 횡방향 부하에 대한 강도는 40kgf이다. 소음기의 흡음재는 그 성질상 필터 역할도 하므로 분진이 많은 장소 등에서 장기간 사용하면 눈막힘을 일으킴으로써 배압이 걸려,오동작을 일으키는 경우가 있으므로 주의해야 한다. 소음기의 폴리에틸렌 흡음재는 각종 용제에 따라 팽윤하므로 이것이 부착되지 않도록 주의해야 한다. EXHAUST CLEANER는 드레인 배출구가 아래방향으로 되도록 수직으로 부착한다. 오일케이스는 아세치로이드제이므로 신나,4산화탄소,에틸렌,알코올류의 유기용제 및 산,알칼리 등을 묻히지 않도록 해야 한다. 회수된 드레인은 엘리먼트에 달하기 전에 드레인 코크를 통해 배출시킨다. (6) 실린더 배관은 플러싱한 후 접속한다. 실린더의 부쉬(BUSH)에 걸리는 횡하중은 실린더의 최대출력의 1/20 이하가 되도록 한다. 레일 위를 이동하는 작업물을 작동시키는 고정된 실린더(FOOT형이나 FALANGE형 등)의 경우는 전 행정길이에 걸쳐 진직도가 맞도록 설치해야 한다. 진직도가 맞지 않으면 그 편심만큼 작동 중에 다른 부분에 무리가 가해지면 수명이 짧게 된다. 푸트형의 실린더는 푸트부에 체결을 위한 구멍이 있으므로 이것을 이용하여 고정한다. 실린더를 현장에서 부착할 때 실린더 고기 급기구로 이물질이 들어갈 우려가 있으므로 주의하여야 한다. 피스톤 로드를 실린더 튜브 밖으로 빼낼 때는 물체 등에 의해 손상을 입을면 패킹류가 손상하여 공기누설의 원인이 되므로 주의해야 한다. 또한 실린더 튜브 내경은 정밀한 공차로 제작되어 있으므로 물체가 떨어지거나 도는 부착할 때 공구로 잡거나 하여 변형이 생기지 않도록 주의해야 한다. 쿠션(CUSHION)부착실린더는 쿠션이 적당히 작용하도록 조정되어 있지만 사용시에는 작동부하나 작동속도의 크기에 알맞게 쿠션밸브를 재조정한다. 쿠션밸브는 오른쪽으로 회전하면 오리피스(ORIFICE)가 적게 되고,왼쪽으로 회전하면 오리피스가 크게 되어 쿠션 호과가 적게 된다. 쿠션 밸브의 잠금 너트는 단단히 체결한다.잠금너트가 풀려 쿠션 밸브가 회전하면 초기 설정 쿠션의 조정이 변화되므로 주의해야 한다. 로드 커버 및 헤드 커버에 고정 오리피스를 부착하여 속도조정을 하는 형식(CM시리즈)은 고정 오리피스의 구경을 크게 하면 실린더 작동속도가 허용 안전속도(무부하시에 500mm/sec)이상 이 되어 충격력이 증가하게 되고 실린더가 파손될 우려가 있으므로 주의해야 한다. (7) 속도 제어밸브 배관은 플러싱한 후 접속한다. 압축공기의 자유흐름을 나타내는 화살표에 주의하여 부착한다. 니들 밸브는 필요이상 회전시키면 니들 밸브등이 손상을 입게 되므로 주의해야 한다. 4. 압축공기의 질관리 Top 공기압 시스템에 사용되는 각종 공기압기기의 신뢰성,내구성에 대해서는 반드시 완전하다고는 할 수 없다. 이것은 기기 자체에 그 원인이 있는 경우보다도 작동매체인 압축공기의 질이 충분히 관리되지 않기 때문에 기기의 내구성이 나쁘게 되거나 오동작을 일으키는 경우가 비교적 많은 실정이다. (1)오염물 압축공기에 혼입할 가능성이 있는 오염물질로는 다음과 같은 것들이 있다. 우선 시스템의 외부에서 혼입하는 것,즉 공기압축기의 흡입 필터를 통과하여 외부에서 흡입되는 것으로서 분진,매연,모래,재,금속미분,시멘트,섬유분 등의 고형물질이 있고,특별한 예로서 화학공장 등에서는 황화수소, 아황산가스,용제가스 등의 유해가스 등도 혼입할 가능성이 있으며 수분도 함유되어 있다. 다음에 시스템 내부에서 발생하는 것으로서는 수분,유분,고형물질 등이 있지만 이 가운데 수분은 공기중의 과포화수분이 유리된 것이다. 압축기에서 압축된 고온의 공기는 애프터 쿨러에 의해 냉각되어 공기탱크를 경유,배관계로 보내지지만 고온의 공기는 이 사이에서 냉각되어 그 결과로서 석출된 수분 중 애프터 쿨러나 공기탱크에서 분리제거된 것을 제외하고는 미세한 수분이 되어 공기흐름에 따라 반송된다. 계장관계의 공기원처럼 압축기 부근에 드라이어를 설치,노점을 내려 건조공기로서 사용하면 문제는 없지만 시퀀스 등의 사용공기는 공장내에 일반용도의 압축공기 계통과 공통으로 사용하는 경우가 많으므로 드라이어가 주관로에 사용되는 것은 극히 드물다고 볼 수 잇다. 그러므로 배관 중에서의 온도 강하가 발생하여 사용단 부근에 도달하면 수분량은 의외로 많다.한편 유분은 공기압축기에서 발생한다. 즉,크랭크실 기름이 흡입되어 압축행정에서 발생하는 열에 의해 가는 미스트상으로 압축공기중에 혼입하고,사용기간이 장기간인 경우에는 열의 영향과 더불어 산화 생성물이 추가되어 한측 유해도가 증가하게 된다. 물론,무급유 압축기가 사용되면 이와 같은 문제는 없지만 계장용이외에는 초기 설비비가 높게 되므로 실제로 사용하는 비율은 극히 적다. 또한 무급유 압축기에서도 피스톤링의 카본마모분 등이 혼입하는 것도 있으므로 그 대책을 고려해야만 한다. 그 외에도 배관내부의 녹,칩,마찰부분에서 발생하는 금속분,실재 및 그 파편 등의 고형이물이 있다. 또한 기기 자체에서 발생하는것으로서 부품 가공시의 금속분,기계가공,래핑시의 보조재의 잔류물,나사의 절삭,잔류한 주물사,용접시의 스케일,실재의 파편등이 있다. (2) 오염물질의 영향 앞에서와 같은 각종 오염물질에 의해 공기압기기가 어떤 영향을 받는가,주요기기에 대해서 살펴본다. 1) 필터 : 필터의 목적은 압축공기 중의 먼지나 드레인을 제거하기 위한 것이지만 이것이 너무 많으면 먼지,기타 오염물질 등에 의해 필터 엘리먼트가 눈막힘을 일으켜 과대한 압력강하를 일으키므로 솔레노이드 밸브나 실린더의 작동불량을 초래하여 본래의 기능을 발휘하지 못하게 된다.자동배수기능을 구비하고 있는 필터는 먼지가 기워져 있으면 자동배수기능이 정상적으로 작동하지 못할 우려가 있다. 2) 레귤레이터 : 레귤레이터는 일부 유로가 좁혀져 있는 부분이 잇으므로 이같은 부분에 오염물질이 부착되면 유로를 더욱 좁히게 되므로 압력강하를 초래하게 된다. 또한 밸브몸체 하부에 먼지,드레인등이 남아 고착하여 압력조정이 불량하게 되기도 하고 밸브몸체의 실이 마모,파손되어 공기누설을 일으키므로 압력조정이 불량하게 되기도 한다. 3) 루브리케이터 : 루브리케이터는 레귤레이터와 마찬가지로 조절 나사부 등과 같이 유로가 좁게 된 부분이 있고, 여기에먼지나 스케일이 쌓이면 작동불량이나 기름의 적하 불능을 일으킨다.또한 드레인이나 그외의 오염물질에 의해 윤활유의 열화를 일으켜,솔레노이드 밸브나 실린더의 마찰운동부분에 손상을 주게 된다. 4) 방향제어밸브 : 솔레노이드 밸브는 솔레노이드부와 본체의 마찰운동부를 가지고 있으므로 그 기능은 오염물질의 유무에 따라 크게 좌우된다. 따라서 공기압기기 중에서 오염물질에 의한 영향을 가장 받기 쉽다 예를 들면, 드레인이나 그외의 유해물질에 의해 파일럿부 또는 본체부분의 밸브 스프링부가 부식되어 작동불량을 일으킨다. 슬리브 및 스폴이 부식되어 녹이 발생한다.또한 먼지등에 의해 슬리브나 스풀이 손상되어 작동불량을 일으킨다. 먼지,윤활유의 불량,그외 오염물질에 의해 실류의 변형,열화,파손을 일으킨다 먼지 등이 밸브 몸체에 쌓여 유로를 막거나 스풀의 움직임을 불완전하게 한다. 드레인이나 그외의 오염물질이 솔레노이드내부로 침입하면,솔레노이드의 절연 열화를 일으켜 파손등의 사고를 일으킨다. 먼지 등이 가동철심과 고정철심 사이에 부착하며,양자는 완전하게 밀착하지 않고 과전류가 흘러 코일의 소손 및 단선을 초래한다 5) 속도제어밸브 : 밸브 스프링의 재질에 따라서는 드레인 때문에 부식,절손을 일으켜 체크밸브가 닫히지 않고 속도제어가 불가능하게 된다.또한,먼지나 스케일 등에 의해 오리피스 조절나사나 밸브 몸체부의 실류가 손상을 받아 공기누출을 일으켜 실린더의 작동불량을 일으키거나 압축기 기름 그외의 오염물질에 의해 밸브 몸체의 고착현상이나 실의 열화를 일으킨다. 6) 실린더 : 실린더도 오염물질에 의해 생기는 트러블이 비교적 많고 솔레노이드 밸브와 더불어 시스템운전상 중요한 기기이므로 충분한 오염방지책이 필요하다. 먼지등에 의해 튜브 내면이나 로드 표면 또는 부시 내면의 습동작용을 불량하게 하고 공기누출등을 일으킨다 쿠션 패킹이 손상되어 쿠션효과가 없게 된다. 윤활유의 불량 등 유해물질에 의해 실의 변형,열화,파손을 일으킨다 먼지 등이 실린더 내면에 고착하여 유로를 막게 되거나 행정이 불완전하게 되며,그외의 작동불량을 일으키기도 한다. 7) 관이음매 및 배관 : 드레인 등에 의해 관이음매나 배관 내부에 녹이 생겨 기능을 저하시킴과 동시에 녹의 박리가 다시 또 오염물질로 된다.먼지등이 관이음매나 배관 내부에 고착하여 유량의 감소를 일으키게 된다.수지관을 사용하는 경우에는 유해물질에 의해 관 자체가 부식,열화하는 경우가 있다. (3) 압축공기 청정화 시스템 앞에서와 같이 오염물질은 다양한 트러블의 원인이 된다.그러므로 공기압기기 및 시스템의 신뢰성을 높이기 위해서는 사용목적에 적합한 오염물질의 제거수단,즉 압축공기 청정화 시스템의 채택이 필요하다. 압축공기 청정화 시스템은 기기의 사용목적에 적합한 시스템을 선정해야 한다.