유공압의 수분 및 공기오염

유공압의 수분 및 공기오염

1. 오일속의 수분과 공기오염            ▶ 수분오염이 일으키는 문제점                    · 첨가제 침전(Additive Precipitation)과 오일산화(Oil Oxidation)와 같은 유체열화(Fluid breakdown)                    · 유막두께 감소                    · 금속 표면 피로현상 가속화                    · 부식                    · 저온에서의 결빙에 의한 부품의 작동정지(Jamming)                    · 절연유내 절연력 손실            ▶ 오일속의 용해된 공기와 기타 개스가 일으키는 문제점                    · 기포현상(Foaming)                    · 불규칙 동작을 수반한 시스템의 저응답성                    · 시스템 강성(剛性, Stiffness) 감소                    · 유체온도 상승                    · 캐비테이션에 의한 펌프 손상                    · 시스템 최대압력까지 상승불가                    · 오일산화의 가속화             ▶  수분오염의 원인                   · 열교환기의 누설                   · 씰링(Sealing)누설                   · 습한 공기의 응결(Condensation)                   · 부적절한 유조 덮개                   · 온도저하 : 용해수분이 자유수분으로 변화            ▶ 오일속에서의 수분형태                  · 자유수분(Free Water, 유화상태 혹은 물방울 상태)                  · 용해된 수분(Dissolved Water, 포화도 이하)            ▶ 일반적인 수분 포화도(Saturation level)                  · 유압유 200∼400ppm(0.02∼0.04%)                  · 윤활유 200∼750ppm(0.02∼0.075%)                  · 절연유 30∼50ppm(0.003∼0.005%)             ▶ 수분 측정 기법                  · Crackle Test(Free)                  · Centrifugal(Free)                  · KarlFischer(Free and Dissolved)                  · 증류법(Distillation, Free and Dissolved)    부품과 오일의 성능저하를 일으키는 것은 자유수분(free water)과 용해된 수분(dissolved water)이다. 오일이 외관상 우유빛으로 되면 주어진 온도에서 포화상한선을 초과 한 것으로 용해된 수분(dissolved water)과  자유 수분(free water)이 이미 존재한다는 것을 알려준다.                   2. 베어링 수명에 미치는 수분의 영향     광유계 윤활유에 함유된 수분의 양을  감소시킴으로 베어링의 수명을 현저하게 증가시켜 준다는 것을 이 연구는 보여준다. 윤활유 수분량 수명비 SAE 20 25ppm 4.98 SAE 20 100ppm 1.92 SAE 20 400ppm 1.00  3. 오일산화에 있어서 수분과 금속입자들의 영향      오일의 산가는 유압유나 윤활유에서 존재하는 수분이나 오염물에 의해 증가된다. 조그만 금속입자들은 촉매 역할을 하여 중화가(neutralization number)나 산가(acid number)를 급속도로 증가시킨다.     회수 촉매 수분 시간 산가 (A cid Number)의 변화 1 없음 없음 3500+ 0 2  없음  있음  3500+  +.73  3  철  없음  3500+  +.48  4  철  있음  400  +7.93  5  구리  없음  3000  +.72  6  구리  있음  100  +11.03  산가변화가 0.5를 초과하면 심각한 오일 손상을 가져온다. Ref. Weinschelbaum, M. Proceedings of the National Conference on Fluid Power, VXXLLL : 269 4. 수분에 대해 민감한 펌프     이 두가지 시험은 펌프의 성능과 마모에 수분이 놀랄만한 촉매작용을 한다는 것을 보여 준다. 기어펌프의 경우 수분이 성능을 저하시킨다는 것이 명백하다. 베인 펌프 테스트에서는 윤활제가 부품의 마모를 일으키는 수분과 상호 작용을 한다. 수분과 오염물이 혼입된 기어펌프 마모 (30분후의 용적효율의 감소) 수분이 없는 유체 0-30㎛ ACFTD 10,000ppm(1%)의 수분이 가해진 유체 33%   수분이 있는 베인펌프 마모 (부품의 중량 손실분,㎎) 시험유체 OIL X OIL Y 수분이 없는 유체 60 40 500ppm 수분이 가해진 유체 130 28,500 5. 수분제거방법          ● Colalescence-              자유수(Free Water)만 제거가능          ● 원심분리-              자유수(Free Water)만 제거가능          ● 흡수(Absorption)-              자유수(Free Water)만 제거가능          ● 진공 탈수법(VAcuum Dehydration)-              Free 와 Dissolved Water 제거가능, 대용량 수분제거          진공탈수(Vacuum dehydration)방식이 최저의 경비로 가장 용이하게 최대의 수분을          제거할 수 있는 방식이다. 이 방식은 처리된 유체의 물리적 화학적 성상 변화에 어떤          영향도 끼치지 않는다.          아래의 시료 및 시험결과는 고효율 여과와 조합된 진공될 수법의 극적인 효과를 설명  하고 있다.