자료실

게시판 상세
제목 압축기유
작성자 (주)루브텍 (ip:)
  • 작성일 2016-04-08 13:33:22
  • 추천 추천하기
  • 조회수 1510
평점 0점

압축기는 비교적 간단한 동원력을 이용하고 있으나 최근에는 에너지절약 및 설비무보수
차원에서 사용윤활유에 대한 높은 품질이 요구되고 있다. 따라서 이번에는 주로 공기
압축에 이용되는 왕복동 압축기, 유냉식 회전압축기의 윤활관리에 대해 알아보기로 한다.


1. 왕복동 압축기유

가. 왕복동 압축기의 윤활


왕복동 압축기는 윤활 계통에 따라 내부유와 외부유로 크게 나눌 수 있다.
범용 압축기의 경우에는 내·외부유 겸용이다.

내부유는 토출벨브, 피스톤, 실린더의 접동부에 사용되고 있고 외부유는 부베어링,
크랭크핀 등의 윤활에 사용되고 있다. 특히 토출밸브나 토출배관에서의 카본생성 및
부착은 화재발생이나 폭발사고의 위험성이 있기 때문에 카본이 생성되지 않도록 주의
해야한다.

또한 카본의 생성은 윤활유의 종류와 급유량에 따라 크게 좌우된다. 실린더 내로의
과다급유는 카본의 다량발생을 일으키며, 반대로 과소급유는 카본의 생성은 억제되지만
그대신 윤활유 부족에 의한 피스톤, 실린더 등이 용착되는 원인이 된다. 따라서 적정
급유량은 배기 밸브를 떼어 내서 보았을 때 약간의 윤활유 막이 있을 정도에서 적청이
발생되지 않을 상태를 기준으로 하는 것이 바람직하다.

내부유는 카본을 연화시키기 쉬운 나프텐계 관유가 널리 이용되고 있으나 오버홀의
주기가 짧기 때문에 최근에는 에스테르가 많이 이용되고 있다. 에스테르는 아래표의
여러 가지 문제점을 해결하는데 적당하고 우수한 연·산화 안정성과 카본을 용이하게
용해시키는 성질을 갖고 있다.


현재 ISO(국제표준화기구) 규격의 DAC(重부하)영역에서 합성유가 사용되고 있지만,
앞으로는 DAA(輕부하), DAB(中부하) 영역에서도 사용되어 설비 무보수화에 공헌할
것이라고 생각된다.

나. 왕복동 압축기의 적유선정


내유부의 역할은 윤활작용, 방청작용, 밀봉작용 등이 있으며 이러한 역할을 충실히
이루기 위해서는 적정한 점도선정이 중요하다. 아래표에 내부유의 적정점도에 대해
나타냈으며 점도 이외에도 압축가스의 안정성, 내마모성, 청정성, 부식 방지성 등이
요구된다.

오일의 성능은 제조메이커나 제품의 종류에 따라 다르기 때문에 윤활유 선정 시에는
윤활유메이커와 협의하는 것이 바람직하다.

외부유는 윤활작용 및 냉각작용이 주요 역할이며 ISO 점도등급 68 ~ 100베어링유가
주로 사용되고 있다. 또한 좀더 세부적인 점도선정이 필요한 경우에는 Dn값이나 하중,
유막계산값 등을 고려해서 선정하면 된다. 범용압축기 등 내부유와 외부유를 겸용하는
경우는 내부유의 성능을 가진 윤활유가 사용된다.

왕복동 압축기의 윤활상 문제점과 대책 





  2. 유냉식 회전압축기유  


가. 유냉식 회전압축기의 윤활  

  회전압축기 내에서 순환시 로터에 주입된 윤활유는 미스트상으로 되어 압축공기를 냉각
  시킨다. 이때 윤활유는 전 발열량의 80%이상의 열을 흡수하지만 미스트상에서 80~90℃의
  더운 공기와 접촉되기 때문에 수명단축이 현저해진다.

  슬러지의 생성은 필터막힘, 베어링손상 등의 다양한 고장원인이 되기 때문에 사용유는
  내산화안정성이 우수한 것으로 사용되고 있다. 내산화안정성이 우수한 윤활유로서 알킬
  나프탈렌이나 폴리알파올레핀 등이 있다.

나. 유냉식 회전압축기의 적유선정  

  윤활유의 기능으로서는 왕복동 압축기와 마찬가지로 윤활작용, 냉각작용, 밀봉작용,
  방청작용 등이 있다. 특히 냉각작용은 효율을 높이기 위해서나 윤활유와 압축공기와의
  접촉을 크게하기 위해서 안정성이 요구된다.  

  일반적으로 압축가스 등의 영향을 억제한 ISO점도 등급 32 ~ 68의 전용유가 사용되고
  있다. 회전압축기유도 ISO 규격화의 방향으로 추진되고 있으며 DAG 및 DAH는 기본적으로
  광유가 사용되고, DAJ는 합성유가 사용되고 있다.





기계설비의 대부분이 순정유로서 지정된 윤활유를 사용하고 있지만 운전상황이나 환경에
 따라서는 만족할 만한 성능을 얻을 수 없는 경우가 있다. 그러나 이러한 경우에는
 압축기 전용의 합성유를 사용하는 것이 좋다. 다만, 합성유도 광유와 마찬가지로
 다품종이므로 주의가 필요하다.

3. 윤활 관리의 방법

왕복동 압축기유의 관리기준치 예


유냉식 회전압축기유의 관리기준치 예



 



종합적인 윤활관리의 포인트를 보면, 현재 기계설비에 어떠한 현상이 발생되고 있는지
정확히 파악한 후 이에 대한 신속한 처리가 중요하다.



4. 합성윤활유 적용에 의한 효과사례

왕복동 압축기는 밸브에 슬러지가 퇴적되어 압축효율이 저하되는 문제가 많이 있다.
합성계의 컴프레서오일(에스테르)은 슬러지의 용해력이 높고, 밸브에 퇴적물이 생성되지
않기 때문에 설비보수의 코스트를 절감시킬 수 있다.

유냉식 회전압축기는 고온환경 하에서 사용되기 때문에 윤활유의 소비량이 많고 설비
보수의 빈도가 많다. 그러나 합성계 컴프레서 오일은 고온환경 하에서도 윤활유의
소비량이 적고, 영화에 강한 합성유이므로 설비보수의 주기를 연장시킬 수 있다.

지금까지 압축기유에 대하 설명하였지만 설비보수의 코스트를 절감시키기 위해서는
정기적인 윤활관리의 실시와 설비 무보수화가 이룩될 수 있는 윤활유를 적절히 사용하는
것이 중요하다. 최근에는 보전비의 절감을 위해 정밀분석진단의 적용설비수를 감소시키
거나 사용윤활유를 좀더 저가인 윤활유로 교체하는 경향이 많아지고 있다.

코스트를 절감시켜 생산성을 향상시키는 것은 모든 기업이 도모하고자 하는 최종 목표일
것이다. 그러나 이와 같은 경제적 효과를 이루기 위해서는 제조메이커측이나 사용자측이
모두 노력해야 할 것이다.


압축기유의 종류

압축기 및 진공펌프는 많은 기종과 형식이 있다. 진공펌프는 일종의 압축기이다. 이런
기기에 사용되는 윤활유는 피스톤실린더벽, 피스톤로드, 밸브, 베어링, 기어등의 기기
각부의 윤활 및 고압측과 저압측의 밀봉, 기체누설 방지 등 씰의 역할을 겸하고 있으며,
압축되는 기체와 접촉한다. 사용되는 윤활유는 기종과 형식, 취급기계, 윤활방식, 운전
조건 등에 따라 다르며, 전용유가 필요한 경우도 많다. 압축기유에서 실용상 문제가
되는 것은 오일의 열화와 오일과 기체의 반응에 의해 생성되는 고형분이 실린더, 밸브,
피스톤 링에 체적되어 눌어붙거나 마모의 원인이 되어 착화, 폭발의 원인이 되는 것이다.
따라서 압축기유는 탄소상 물질의 석출이 적은 오일이어야 하지만 오일의 선정 때에도
취급하는 기체와 윤활유가 반응물을 만들도록 배려할 필요가 있다.

1. 왕복운동 공기압축기용 윤활유


왕복운동압축기를 공기압축에 사용할 때에 실용상 문제가 되는 것은 토출밸브에 탄소상
물질이 석출되고 토출밸브의 작동불량을 일으키는 것이다. 토출밸브의 작동불량을 방치
하면 탄소상물질의 석출이 증가할 뿐만 아니라, 착화, 폭발 등 큰 사고가 나는 경우가
있다. 통상, 이와 같은 탄소상물질의 석출이 일어나는 기기에서는 1단의 압축비가 6이상
이며, 토출온도가 160℃를 넘고 있다. 이에 해당하는 압축기는 7kg/cm2 (0.69MPa)를
1단에서 압축하는 기기와 35kg/cm2 (3.43MPa)를 2단에서 압축하는 기기가 많다. 이런
기계에서는 나프텐계유와 같이 특별한 배려가 된 오일을 사용한다. 

토출공기온도가 고온이 되지 않는 개개 실린더 압축비가 낮은 다단압축기에서는 수분
응축과 씰효과를 고려하여 방청성과 점도에 주의 할 필요가 있다. 일반적으로 50~100cSt
(40℃)의 산화안정성이 좋은 오일을 사용하면 되지만, 씰효과가 필요한 고압기기, 오일의
계내의 혼입을 피할 필요가 있는 기기(식품용, 잠수업용)에서는 고점도의 파라핀계유가
사용된다.


일본의 왕복운동 공기압축기유는 청정분산제가 첨가되어 있다. 토출공기온도가 높은
기기에 있어서 탄소상물질의 석출경향은 오일의 산화안정성에 의한다는 보고가 많지만
대부분의 시판유 실용성능에서 반드시 타당하지는 않다.

2. 회전식 압축기유

회전식압축기에는 스크류식, 벤식, 루트식 등이 있는데 스크류식이 압도적으로 많다.
스크류식 압축기는 가장 일반적인 압축기로서 알려져 있는 왕복운동 압축기와 비교하여,
맥동이 없고, 소음, 진동이 적으며, 설치면적을 조금 차지하는 이점에서 널리 사용되고
있다. 회전식압축기유는 기기의 윤활과 압축부 씰의 역할외에 압축열제거의 역할이 있다.
오일의 압축부, 오일세퍼레이터, 오일쿨러를 순환하여 사용되며,압축부와 오일세퍼레이터
에서는 오일이 미스트상이 되고, 물의 응축이 발생하고, 유온이 올라가는 등의 어려운
조건에 처하게 된다. 그러므로 기기개발 당초에 사용된 첨가터빈유에서는 수명이 짧으
므로 현재로서는 전용유가 사용되고 있다. 회전식압축기유는 기종과 형식, 운전조건에
따라 다르지만, 2000~6000시간을 수명으로 생각하고 있다. 그러나 실제로는 이 보다
훨씬 오랜기간 사용되고 있는 기기도 많이 존재한다.

회전식압축기유에 요구되는 성상은 오일을 장기간 사용할 수 있을 것, 기기를 보호할
목적에서 산화안정성이 좋을 것, 수분리성이 좋을 것, 방청성이 좋을 것 등이다.

회전식압축기유에는 산화방지제와 방청제가 첨가되어 왕복운동 공기압축기유와는 완전히
다른 타입의 오일이다.

3. 질소 및 수소의 압축기용윤활유

질소 및 수소압축기에 사용되는 윤활유는 공기압축과는 달리, 오일의 산화열화는 문제가
되지 않는다. 일반적으로 고압에서 사용되기 때문에 비교적 점도가 높은 파라핀계유가
사용되고 있다. 압축된 기체를 촉매반응에 사용할 경우에는 촉매에 대한 피독작용을 고려
하여, 황함유량이 적은 기유를 사용하고, 일반적으로 첨가제를 쓰지 않는 오일이
사용된다.

4. 탄화수소가스의 압축기용윤활유


석유정제, 석유화학용과 천연가스용으로 사용되는 압축기에서는 탄화수소가스를 압축하는
경우가 많은데, 이런 가스는 상온.상압부근에서 액화되거나 윤활유속에 용해되어 희석되
거나 윤활유를 씻어내거나 한다. 또 가스속에 존재하는 불안정한 화합물은 불용성물질을
만들어 슬러지화시키는 경우도 있다. 이런 현상은 압축기 각부의 윤활을 저해하고, 마모
증가와 녹아붙는 원인이 된다. 따라서 윤활계에 대해서는 가스의 과냉을 피해 액화를
방지하며, 토출온도를 내려 중합반응을 방지하는 등의 대책외에 윤활유로서는 점도가
높은 것이 사용된다. LPG와 LNG의 압축에 폴리알킬렌그리콜을 기재로 하여, 여기에
첨가제를 넣은 압축기유도 사용되고 있다.

5. 기타 가스의 압축기유

산소는 매우 반응성이 풍부하고, 발화폭발의 위험성이 있으므로 탄화수소계 윤활유는
사용하지 않는다. 압축기로서는 피스톤링을 PTFE나 카본으로 바꾸는 등의 대책을 세운
무급유형압축기가 사용된다. 윤활유를 필요로 하는 경우에도 물, 글리콜수용액, 비누
수용액 등 불연성의 조성에 한정된다.

염소, 기타 반응성, 부식성 가스의 압축에서는 윤활유에 대해 직접 영향을 주므로,
신중히 고려할 필요가 있다. 염소의 압축에는 유동파라핀을 윤활유로서 사용하고 있는
예가 있지만 현재로서는 무급유형압축기가 대부분이다. 황화수소, 산화질소, 이산화황
등의 경우에는 물이 공존하면 부식성을 나타내므로 압축기내부는 건조상태로 유지할
필요가 있으며, 윤활유도 방청제와 산화방지제 등의 첨가제를 고려할 필요가 있다.
부식성가스의 경우에는 플로로카본유, 실리콘유가 사용되고 있다는 보고도 있다.

6. 진공펌프유

통상 진공펌프에서는 휘발성이 적고, 방청제와 산화방지제를 첨가한 R&O형의 광유계
윤활유가 사용된다. 진공펌프계내에 수분과 부식성물질이 혼입되는 경우에는 세정분
산제 등의 첨가제를 필요로 한다. 고진공용에는 저휘발성으로 비점범위가 좁은 알킬
나프타린 등의 합성윤활유가 사용된다.




첨부파일
비밀번호 삭제하려면 비밀번호를 입력하세요.
관리자게시 스팸신고 스팸해제
목록 삭제 수정 답변
댓글 수정

비밀번호 :

수정 취소

/ byte