단연코 유압 시스템 고장의 가장 중요한 원인은 유체 오염입니다. 업계 연구에 따르면 모든 유압 구성 요소 고장의 70%에서 85%가 오염된 유체에 직접적으로 기인하는 것으로 일관되게 나타납니다. 이 단일 문제는 높은 압력, 높은 온도 또는 기계적 피로보다 더 파괴적입니다.
수천 달러에 달하는 유압 시스템의 신뢰성은 내부에 있는 유체의 청결도에 의해 결정됩니다. 오염을 방지하고 제거하는 데 중점을 두는 것이 구성 요소 수명을 연장하고 작동 가동 시간을 보장하는 가장 효과적인 전략입니다.
오염의 구조: 단순한 "먼지" 그 이상
오염에 대해 이야기할 때, 우리는 단순히 눈에 보이는 먼지만을 의미하는 것은 아닙니다. 가장 해로운 오염 물질은 종종 미세한 입자이며, 물, 공기 및 시스템을 내부에서부터 열화시키는 화학적 불순물과 함께 존재합니다.
입자 오염: 마모성 적
고체 입자는 가장 흔하고 파괴적인 유형의 오염 물질입니다. 이들은 제조 중 내부에 존재하는 공급원, 구성 요소 마모로 인해 내부적으로 생성되거나 주변 환경으로부터 유입되어 발생합니다.
이러한 입자는 액체 사포처럼 작용하여 펌프, 모터 및 밸브 내부의 정밀 가공된 공차 부품을 마모시킵니다.
물 오염: 조용한 부식제
물은 마모된 씰, 저장소 통기구 캡 또는 온도 변화로 인한 응결을 통해 시스템에 유입될 수 있습니다. 물은 용해된 상태, 유화된 상태(오일에 우윳빛을 띰) 및 자유수 세 가지 형태로 존재합니다.
소량이라도 물은 유체 산화를 촉진하고, 중요한 첨가제를 고갈시키며, 녹을 유발하고, 유체의 윤활 특성을 저하시킵니다.
공기 오염: 스펀지 같은 공격자
공기는 공기 혼입(에어레이션)되거나 증기 기포(공동 현상)로 존재할 수 있습니다. 에어레이션은 종종 낮은 유체 수준이나 펌프 흡입 측의 누출로 인해 발생하여 시스템이 "스펀지처럼" 느껴지고 반응이 느려지게 만듭니다.
공동 현상은 유체 압력이 증기압 이하로 떨어질 때 발생하며, 재가압될 때 기포가 격렬하게 폭발하면서 금속 표면을 침식하고 펌프에 심각한 손상을 일으키므로 훨씬 더 파괴적입니다.
화학적 오염: 슬러지 생성자
이는 과도한 열(열 분해)로 인해 유압유 자체가 분해되거나 호환되지 않는 유체가 혼합될 때 발생합니다. 이러한 분해는 슬러지와 바니시를 생성합니다.
이러한 끈적한 침전물은 내부 표면을 코팅하고, 밸브의 작은 오리피스를 막고, 필터를 막아 느린 성능과 구성 요소 손실을 초래합니다.
오염이 시스템을 파괴하는 방법
오염으로 인한 손상은 단일 사건이 아니라 궁극적으로 치명적인 고장으로 이어지는 마모의 점진적인 연쇄 반응입니다.
펌프 및 모터의 마모
움직이는 부품(예: 피스톤 펌프의 피스톤과 배럴) 사이에 갇힌 입자는 금속 표면을 긁고 흠집을 냅니다. 이러한 흠집은 내부 누출 경로를 만듭니다.
내부 누출이 증가함에 따라 시스템 효율성은 떨어지고 열 발생은 증가하며, 펌프는 동일한 출력을 달성하기 위해 더 열심히 작동해야 하므로 자체 파괴가 가속화됩니다.
제어 밸브의 고착 및 고장
현대 유압 시스템은 마이크론 단위로 측정되는 간격을 가진 서보 및 비례 밸브에 의존합니다. 사람의 눈에 보이지 않는 작은 입자도 이러한 좁은 공간에 쉽게 끼일 수 있습니다.
이는 밸브 스풀이 고착되는 현상("스티션(stiction)"이라고 함)을 유발하여 부정확하고 신뢰할 수 없으며 위험한 기계 작동으로 이어집니다.
유압유의 열화
오염 물질은 촉매 역할을 하여 유압유의 노화를 가속화합니다. 물과 금속 입자는 산화를 촉진하여 마모, 녹 및 거품 발생을 방지하는 첨가제를 고갈시킵니다.
유체가 열화되면 더 이상 구성 요소를 효과적으로 윤활하거나 보호할 수 없어 마모 증가 및 입자 생성의 피드백 루프가 생성됩니다.
상충 관계 이해: 방치의 대가
능동적인 오염 제어 전략에는 투자가 필요하지만, 계획되지 않은 가동 중지 시간 및 구성 요소 교체 비용에 비하면 미미합니다.
"고장날 때까지 사용" 대 능동적 유지보수
필터가 막혔을 때만 필터를 교체하거나 구성 요소가 고장 났을 때만 교체하는 반응적인 접근 방식은 유압 시스템을 관리하는 가장 비용이 많이 드는 방법입니다. 계획되지 않은 가동 중지 시간 동안 발생하는 생산 손실 비용은 수리 비용 자체보다 거의 항상 더 큽니다.
유체를 깨끗하게 유지하는 데 중점을 둔 능동적 유지보수는 가동 시간과 장비 수명을 극대화하는 훨씬 더 비용 효율적인 전략입니다.
"깨끗한" 새 오일의 오류
흔하고 비용이 많이 드는 실수는 드럼이나 토트에서 나오는 새 유압유가 사용하기에 충분히 깨끗하다고 가정하는 것입니다. 실제로 새 오일은 고정밀 유압 시스템에 허용되는 수준보다 더러운 경우가 많습니다.
모든 새 유체는 구성 요소 제조업체가 설정한 청결도 목표를 충족하기 위해 시스템에 추가되기 전에 필터링되어야 합니다. 이는 사전 필터링 또는 "신장 루프(kidney looping)" 프로세스라고 합니다.
올바른 선택하기: 능동적인 오염 제어 전략
오염에 대한 방어선을 구축하는 것은 배제(오염 유입 방지)와 제거(유입된 오염 물질 제거)에 중점을 둔 다단계 접근 방식을 포함합니다.
- 장비 수명 극대화에 중점을 둔다면: 정기적인 오일 분석 프로그램을 구현하여 유체 상태, 마모 금속 및 오염 수준을 추적하여 고장을 미리 예측할 수 있습니다.
- 즉각적인 신뢰성에 중점을 둔다면: 고효율 리턴 라인 필터에 중점을 두고 중요 장비에 대해 오프라인(신장 루프) 시스템을 고려하여 시스템 필터링을 업그레이드하십시오.
- 비용 효율적인 예방에 중점을 둔다면: 모든 새 유체가 시스템에 들어가기 전에 필터링되도록 하고 모든 저장소가 적절하게 밀봉되도록 하여 엄격한 유체 취급 및 보관 절차를 시행하십시오.
궁극적으로 유압유를 소모품이 아닌 중요한 구성 요소로 취급하는 것이 신뢰할 수 있고 오래 지속되는 시스템의 핵심입니다.
요약표:
| 오염 물질 유형 | 주요 손상 | 일반적인 출처 |
|---|---|---|
| 입자(고체 입자) | 펌프, 모터 및 밸브의 마모 | 내부 이물질, 내부 마모, 유입된 먼지 |
| 물 | 녹, 산화, 첨가제 고갈 | 응결, 마모된 씰, 저장소 통기구 |
| 공기(에어레이션/공동 현상) | 스펀지 같은 작동, 금속 침식 | 낮은 유체 수준, 흡입 측 누출 |
| 화학 물질(슬러지/바니시) | 막힌 밸브, 막힌 필터 | 열로 인한 유체 분해, 비호환성 유체 |
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