온도는 유압에 어떤 영향을 미치나요? 열팽창 및 점도 위험 이해하기

요약하자면, 온도가 상승하면 유압유가 팽창하여 시스템의 밀폐된 부분 내부에 상당하고 잠재적으로 위험한 압력 증가를 유발할 수 있습니다. 이러한 직접적인 영향은 가열된 유체가 팽창할 공간이 없어 압력이 축적되도록 강제하는 열팽창의 결과입니다.

온도는 두 가지 중요한 방식으로 유압 시스템에 영향을 미칩니다. 첫째, 열팽창을 통해 밀폐된 부피 내의 압력에 직접적인 변화를 줍니다. 둘째, 그리고 더 흔하게는 유체의 점도를 변경하여 흐름, 효율성 및 구성 요소 마모에 영향을 미침으로써 시스템 성능에 간접적인 영향을 미칩니다.

직접적인 영향: 열팽창과 압력

유압 시스템에서 온도와 압력 사이의 가장 직접적인 관계는 물리 법칙에 의해 지배됩니다. 이는 간단하고 강력하며 중요한 안전 고려 사항입니다.

밀폐 시스템에서 열이 압력을 생성하는 방법

유압유는 대부분의 액체와 마찬가지로 뜨거워지면 팽창하고 차가워지면 수축합니다. 열린 용기에서는 이는 눈에 띄지 않습니다.

그러나 유압 회로는 종종 폐쇄되고 밀폐된 부피일 수 있습니다. 양쪽 포트가 막혀 유체가 내부에 갇힌 유압 실린더를 생각해 보십시오.

주변 온도가 상승하면(예: 기계를 햇볕에 두는 경우) 갇힌 유체는 팽창하려고 합니다. 팽창할 공간이 없기 때문에 대신 엄청난 내부 압력이 축적됩니다.

열팽창의 힘

열팽창으로 인한 압력 증가는 극심할 수 있으며 시스템의 정상 작동 압력을 쉽게 초과할 수 있습니다.

이 현상은 동력이 꺼진 장비에서 실린더 하우징 균열, 씰 파열 또는 밸브 손상과 같은 놀라울 정도로 많은 구성 요소 고장의 원인이 됩니다.

실제 예: 햇볕에 노출된 실린더

밤새 주차된 유압 암이 있는 건설 장비를 상상해 보십시오. 다음 날 아침 태양이 기계를 가열함에 따라 실린더와 라인에 갇힌 유체가 팽창합니다.

저장소로 나가는 경로가 없으면 압력이 상승하여 씰이 영구적으로 손상되거나 구성 요소가 파손될 수 있으며, 이는 기계가 완전히 꺼져 있는 동안에도 발생합니다. 이것이 바로 열 릴리프 밸브가 중요한 안전 기능인 이유입니다.

간접적인 영향: 점도 변화가 시스템 동작에 미치는 영향

더 자주, 온도는 유체의 점도(흐름에 대한 저항)를 변경하여 유압 시스템의 동작에 영향을 미칩니다. 이는 성능과 효율성에 지대한 영향을 미칩니다.

유체가 너무 뜨거워질 때 (점도 저하)

유압유가 가열되면 점도가 떨어져 "묽어집니다". 이는 몇 가지 문제를 야기합니다.

펌프, 모터 및 밸브와 같은 구성 요소 내의 내부 누출이 증가합니다. 이 누출은 효율성을 저하시켜 액추에이터 이동 속도가 느려지고 시스템이 부하 상태에서 압력을 생성하고 유지하는 데 어려움을 겪게 됩니다.

더 묽어진 오일은 또한 움직이는 부품 사이에 약한 윤활막을 제공하여 마모를 가속화하고 값비싼 구성 요소의 작동 수명을 단축시킵니다.

유체가 너무 차가워질 때 (점도 증가)

유체가 차가우면 점도가 높아져 "두꺼워집니다". 이는 추운 날씨 시동 시 흔히 발생하는 문제입니다.

두꺼운 오일은 펌프가 저장소에서 끌어오기 어려워 몇 분 안에 펌프를 심각하게 손상시킬 수 있는 증기 기포의 형성과 붕괴인 공동 현상을 유발할 수 있습니다.

높은 점도는 또한 시스템 전체의 흐름 저항을 증가시켜 느린 작동, 낭비되는 에너지(원치 않는 열로 변환됨) 및 펌프에 가해지는 높은 스트레스로 이어집니다.

점도 지수(VI)의 역할

유압유는 점도 지수(VI)로 등급이 매겨집니다. VI가 높은 유체는 더 넓은 온도 범위에서 더 안정적인 점도를 유지합니다.

고 VI 유체를 사용하면 뜨겁거나 차가운 작동의 부정적인 영향을 모두 완화하는 데 도움이 되어 시스템 성능을 보다 예측 가능하고 안정적으로 만듭니다.

상충 관계 및 위험 이해하기

유체 온도를 무시하는 것은 선택 사항이 아닙니다. 이는 안전, 성능 및 장비 수명에 위험을 초래합니다.

열 과압의 위험

주요 위험은 치명적인 고장입니다. 열팽창으로 인해 호스가 파열되거나 실린더가 균열되면 고압 유체가 방출되어 심각한 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 이 위험은 적절한 열 릴리프 보호 장치가 없는 시스템에서 가장 높습니다.

높은 점도의 숨겨진 비용

유체가 너무 두꺼운 상태로 작동하는 것은 비효율적입니다. 주 동력원(엔진 또는 전기 모터)은 유체를 이동시키기 위해 훨씬 더 열심히 작동해야 하므로 연료나 전기를 낭비합니다. 그러나 더 큰 위험은 펌프에 연료를 공급하지 못하여 조기적이고 비용이 많이 드는 고장으로 이어질 수 있다는 것입니다.

낮은 점도로 인한 성능 저하

유체가 너무 뜨거운 상태로 작동하는 것은 성능 저하로 직접 이어집니다. 사이클 시간이 길어지고 기계가 정격 부하를 들어 올리지 못할 수 있습니다. 이러한 효율성 손실은 더 많은 열을 발생시켜 온도 상승과 성능 저하의 악순환을 만듭니다.

시스템에 적용하는 방법

온도 관리는 안정성을 보장하는 것입니다. 귀하의 전략은 운영 환경과 시스템 요구 사항에 따라 달라집니다.

• 안전에 중점을 두는 경우: 유체를 가둘 수 있는 모든 회로에 대해 올바르게 설치 및 설정된 열 릴리프 밸브로 시스템이 보호되는지 확인하십시오.
• 더운 환경에서의 성능에 중점을 두는 경우: 적절한 크기의 열교환기(오일 쿨러)에 투자하고 고 VI 유체를 사용하여 최적의 점도와 효율성을 유지하십시오.
• 추운 기후에서의 신뢰성에 중점을 두는 경우: 시스템에 부하를 가하기 전에 유체를 최소 작동 온도까지 올리기 위해 저장소 히터와 적절한 예열 절차를 구현하십시오.

궁극적으로 유체 온도를 제어하는 것은 모든 유압 시스템의 신뢰성, 안전 및 성능을 제어하는 기본입니다.

요약표:

온도 효과	유압 시스템에 미치는 영향	결과 위험
온도 증가	유체 팽창, 점도 저하	압력 축적, 내부 누출, 윤활 감소
온도 감소	유체 수축, 점도 증가	공동 현상, 느린 작동, 펌프 연료 부족
열이 있는 밀폐 시스템	배출구 없이 유체 팽창	열 과압, 구성 요소 고장

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