유압 작동유

유압작동유의 종류

 

광유계 작동유	일반 작동유
	내마모성 작동유
난연성 작동유	수성계 작동유	물-글리콜계 작동유
		유화계 작동유	W/O형 에멀존계 작동유
			O/W형 에멀존계 작동유
	합성계 작동유		인산에스텔계 작동유
			혼합인산에스텔계 작동유
			지방산에스텔계 작동유

 

유압작동유의 종류에 대한 특성

 

광물성계 작동유

R&O 타입의 유압작동유(방청 및 산화억제제 첨가) : 정제된 윤활기유(Base Oil)에 내마모 방지제, 부식방지제, 산화방지제등의 첨가제를 사용한 것.

 

용도 및 특성 : 일반 유압장치의 작동유, 순환급유장치(내마모성), 극심한 온도 조건(고점도지수)

 

※ R&O : 방청제(Rust Inhibitor)와 산화방지제(Oxidation Inhibitor)를 첨가한 윤활유

 

수성계 작동유

고속, 고압의 정밀장치 및 복잡한 유압회로, 고하중으로 고도의 내마모성을 요구하는 장치에서 탁월한 윤활성을 발휘하므로 광유계 작동유에 비해 장시간 사용시 유압기계 장치의 수명연장, 동력손실의 감소로 생산원가 절감에 기여할 수 있도록 하는 작동유이다.

 

용도 및 특성 : 저온 유동성이 우수하므로 온도변화가 큰 유압장치에 사용.

                   내마모성, 고점도지수, 수분혼입이 우려되는 유압장치에 사용.

                   수분함량 관리로 점도조정이 가능함.

                   주로 다이캐스팅기, 압연기, 가열로등의 작동유로 적합하다.

 

O/W(Oil in Water)계 : 물속에 오일을 분산시킨 에멀전계 작동유

 

W/O(Water in Oil)계 : 오일속에 물을 분산시킨 에멀전계 작동유

 

물-글리콜(Water-Glycol)계 : Synthetic Thickener를 주성분으로 한 난연성 작동유(Fire Resistant Hydraulic 

                                    Fluids).

 

합성유계 작동유

지방산 에스테르계 유압작동유는 특수 합성 폴리올 에스터(Polyol Ester)를 기유로 제조된 난연성 유압작동유로 기유자체의 안정성이 매우 우수하여 장기간 사용시에도 그 고유의 난연성, 윤활성, 점도-온도특성이 유지되며 내마모성능 및 방청성능이 뛰어난 유압작동유이다.

 

또한 전단 안정성이 우수하고 사용유온의 한계가 150~180℃로서 고온작동이 가능하며, 생분해성이 우수하여 폐유처리 및 보수관리가 용이하다.

 

항공기용 및 서보유압 장치에 적합한 작동유이다.

 

유압작동유의 구비조건

유압펌프나 제어밸브, 유압실린더가 고압, 고속으로 작동되고, 기기에 적용되는 각종 재질, 운전중의 유온, 가동조건의 환경 등 여러 조건에서 유압 작동유는 아래와 같은 성질을 갖고 있어야 한다.

 

- 비압축성일 것.

- 저온에서도 유동성을 가질 것.

- 적당한 점도가 있을 것, 유온이 변해도 점도는 쉽게 변하지 않을 것.

- 산화 안정성이 좋을 것.

- 방청 능력이 있을 것.

- 저온에서도 유동성을 유지할 것.

- 금속 부식성이 없을 것.

- 수분 분리성이 좋을 것.

- 고온에서 사용해도 변질되지 않을 것.

- 윤활성 및 내마모성이 좋을 것.

- 연소되기 어려울 것.

- 소포성이 좋을 것.(기포가 있으면 펌프의 흡입과정에서 소음 발생, 작동불량 및 오동작, 캐비테이션 현상이

  발생하므로 소포성이 좋아야 한다.)

- 고무나 도료를 녹이지 않을 것.

 

작동유의 점도

점도란 유체의 유동성을 나타내는 지표로 끈끈한 정도를 나타내는 것이고 윤활의 기본으로 적정 점도를 선정하는 것이 중요하다. 유압 장치에 있어서 작동유의 점도는 대단히 중요한 의미를 갖고 있다.

 

작동유의 공업용 윤활유는 절대 점도를 밀도로 나눈 동점도를 주로 사용하며 단위는 일반적으로 ㎟/s가 이용되고 있다.

 

점도의 측정에는 동점도 시험방법의 규정에 의하면 모세관 방법으로 한 동점도(CST)를 이용할 것을 규정하고 있다.

 

적정한 점도가 아닌 상태에서 운전한 장치에서는 펌프의 흡입 불량, 내부 누유, 윤활 불량, 밸브 작동 불량, 회로 내의 발열 등이 발생되어 기기의 수명을 단축시키거나 큰 사고를 유발할 수 있다.

 

점도의 범위는 [공업용 윤활유-ISO 점도 분류]에 의해 정해져 있다. 적정 점도는 사용기기 및 압력에 따라서 상이하지만 보통 20~150CST가 일반적이며, 실제로 사용하는 작동유는 ISO 점도 분류로 VG32~68범위를 사용한다.

 

작동유의 점도 영향

 

작동유의 점도가 높은 경우	작동유의 점도가 낮은 경우
내부마찰 증가	누설 증가
온도 상승	펌프 미끄럼 증대(펌프효율 저하, 유온상승)
작동유 원활치 못함.	미끄럼 부분의 마모증대
압력손실 증대	유압계통의 압력저하
동력 소비량 증대	작동 정밀도 저하

 

유압작동유의 종류별 특성표

 

 

	광유계 작동유	난연성작동유
		O/W형 에멀전계	W/O형 에멀전계	물-글리콜계	인산에스텔계	지방산 에스텔계
비중	0.86~0.87	1.0	0.92~4	1.04~1.12	1.1~1.2	0.9
점도지수	90이상	150이상	140이상	150이상	13~90	140이상
수분함유율(%)	0도	90~95	40	40	0.3이하	0.1이하
유동점(℃)	-30	-	-	-40	-20	-10
인화점(℃)	220	없음	없음	없음	230	250
불연성	연소	불연	불연	불연	난연	연소
광유와의 혼합	-	불가	가	불가	불가	불가
씰재와의 혼합	NBR가	NBR가	NBR가	NBR가	불소고무	NBR가
도료와의 적합성	-	-	-	도장불가	도장불가	-
침식금속	-	-	-	Al, Ca, Sn, Zn, Pb	Al(알마이트 처리한것)	-
베어링수명	양호	좋지않음	좋지않음	좋지않음	약간 좋지않음	약간 좋지않음
가격비교	1(기준)	1~1.5배	1.9배	3~4배	7~12배	4~6배
사용온도조건	-	-	-	고온불가	저온불가	-

 

작동유의 오염관리

작동유를 교환해야 하는 경우는 다음의 3가지 항목에 해당될 때이다.

 

- 작동유 자체의 열화 또는 변질 되었을 때

- 작동유에 고체 이물질이 혼입되었을 때

- 작동유에 수분이 혼입되었을 때

 

작동유 안에 고체 입자가 있으면 펌프의 마모나 밸브의 작동 불량 등이 발생하며, 특히 유압 서보 밸브와 같이 정밀한 밸브나 액튜에이터를 사용한 장치에는 오염 입자 사이즈가 수 μm에서 수십 μm로 대단히 미세한 것까지 악영향을 미치므로 현미경을 이용하여 이물질의 사이즈나 수를 측정하거나 , 먼지 혼입 질량 등을 측정하여, 오염도를 기본 수치 안에서 관리할 필요가 있다.

 

작동유의 열화 한계

 

분석	사용단계(변화량)
점도 (%)	±10
전산가 (mg KOH/g)	±0.25
색상 (ASTM 칼라)	3

 

작동유의 청정도 기준 [NAS 규격]

NAS(National Aerospace Standard)규격은 고형입자의 크기를 5~15μm에서 100μm 이상의 5개의 구간으로 세분해서, 입자의 개수가 작동유 100mL중에 얼마나 혼입되어 있는가에 따라 작동유의 오염도를 표시하는 기준으로 작동유의 오염도 측정방법은 계수법과 중량법으로 구분된다.

 

청정도를 측정한느 방법은 100mL의 작동유를 여과장치를 이용하여 여과시켜 미리포어 필터상에 남은 이물질의 수와 크기를 측정한다.

 

오염이 진행된 작동유에서는 미리포어 필터상에 남은 이물질 질량으로 분류한다. 일반 고급 유압 작동유는 정유 공장에서 출하되는 신유의 청정도가 NAS 6~8급의 청정도를 갖고 있다.

 

오염입자의 혼입 한계

 

 

사용조건	요망되는 작동유의 오염관리 기준
	계수법	ISO4406	질량법
서보밸브를 이용한 장치	7	16/14/11	-
피스톤 펌프, 모터를 이용한 장치	9	18/16/13	NAS107
비례전자식 제어밸브를 이용한 장치	9	18/16/13	NAS107
압력 21MPa 이상의 장치	9	18/16/13	NAS107
압력 14~21MPa의 장치	10	19/17/14	NAS107
일반 저압용 유압장치	11	20/18/15	NAS104

 

일반작동유 중의 수분 혼입 한계

 

장치의 조건	사용한계
작동유가 수분에 의해 하얀색으로 탁해졌을 때	즉시교환
장치내의 작동유를 순환시켜 탱크로 되돌아오는 회로에서, 장시간 운전이 정지되어 있지 않도록 하는 장치	500 ppm
배관이 긴 설비 같은 회로내의 작동유가 완전히 순환하지 않는 장치	300 ppm
장시간 운전을 정지해두는 장치(안전장치) 또는 회로내의 작동유가 거의 이동하지 않는 장치 또는 정밀제어 장치	200 ppm

1ppm=1/1,000,000

 

작동유의 사용 한계

작동유는 신유상태에서 수분이 50~80 ppm(0.005~0.008%) 함유되어 있지만, 액튜에이터에서 흡수가 되거나 오일 탱크에 부착된 에어 브리더(Air Breather)를 통해서 공기중의 수분 혼입등으로 함유율이 높아진다.

 

수분은 유압기기의 내벽을 녹슬게 하거나 윤활불량, 작동유의 열화를 촉진하는 원인이 된다. 작동유의 수분 측정은 칼피셔법(시약이 수분과 정량적으로 반응하는 것을 이용한 측정법)에 의하여 10 ppm의 감도로 측정한다.

 

보수 및 관리요령

 

- 오일 탱크의 샘플링 포트로부터의 채유 조사

운전중 채유하여 열화 한계를 조사한다. 오일 메이커에 의뢰하여 조사하는 경우가 많다. 6개월에 1회 조사가 일반적이다.

 

- 오일 탱크의 드레인 포트로부터의 조사

시동전에 탱크의 최심부의 기름을 채유하여 침전된 물, 금속분, 씰, 조각 등 이물질의 유무를 목측한다.

물 : 수냉식 오일쿨러를 조사한다.

금속분 : 유압모터, 펌프를 조사한다.

기타 이물질 : 외부에서 들어온 벌레라든가 먼지가 있으면 에어 브리더의 에어 필터를 조사한다.

필요에 따라 플러싱을 한다.

1개월에 1회의 조사가 일반적이다.

 

- 유량의 조사

유면계의 상, 하한 범위에 들어있는가를 확인한다.

매일 시동전에 확인한다.

 

- 유온의 조사

유온계로서 시동전의 저온상태와 가동중의 고온상태를 확인한다.

유온에 의하여 기름의 점도가 변질되었는지를 확읺나다.

 

-필터의 눈막힘의 조사

라인필터는 눈금이 부착되어 있기 때문에 가동후 확인한다.

탱크내의 필터는 정기적으로 꺼내어 확인한다.

눈이 심하게 막히면 캐비테이션이 생긴다.

 

- 포말의 조사

오일중의 기포는 일반적으로 3~7% 함유되어 있지만 이상하게 많아지면 펌프의 소음이 발생하고 액튜에이터의 이상작동이 생긴다.

 

기포의 발생원인은 캐비테이션의 발생과 흡입배관측의 공기흡입이 원인이다. 공기 흡입개소는 펌프의 오일 씰부나 배관등에 그리스를 도포하여 보고 펌프의 이상소음의 없어짐에 의하여 그 장소를 발견할 수 있다.

 

- 교횐시간

일반적인 사용시간으로서는 다음과 같은 교환시기가 이상적이다.

 

· 운전시간 500시간 후

· 운전시간 2,000시간 후

· 그후 운전시간 2,000시간마다 또는 1년에 1회