무릎과 팔꿈치 관절부터 휠 어셈블리의 베어링에 이르기까지 움직이는 부품이 있는 모든 장비에서 윤활은 장비가 원활하게 작동하고 오래 사용할 수 있도록 도와줍니다. 컴프레서와 같은 산업 기계의 성능은 움직이는 부품의 신뢰성에 따라 크게 좌우됩니다. 매우 안정적이고 오래 지속되는 컴프레서를 만드는 데 있어 중요한 요소는 적절한 윤활입니다.
오늘날의 최신 컴프레서는 디에스테르, 폴리글리콜, 폴리알파올레핀, 폴리올 에스테르 및 실리콘 기반 유체와 같은 합성 윤활제를 사용하여 효율적으로 작동하고 냉각 성능을 유지하며 제품 수명을 연장합니다. 이러한 최신 윤활제는 넓은 온도 범위와 높은 인화점을 처리할 수 있습니다. 컴프레서에 어떤 윤활유를 선택하든 사용 용도와 에어엔드의 움직이는 부품 및 컴프레서의 씰과 잘 맞아야 합니다.
윤활로 컴프레서 작동 유지
유체는 컴프레서의 메시 로터, 롤러 및 플레인 베어링의 윤활제 역할과 실란트 및 냉각수 역할을 합니다. 로터리 스크류 공기 압축기는 압축 시 가스의 압력 증가와 함께 온도가 상승하는 고정된 부피의 공기를 사용합니다. 이렇게 온도가 상승하고 압축 가스에 노출되면 윤활유에 대한 요구가 극도로 높아집니다. 고품질 윤활유와 저급 윤활유를 구별하는 4가지 주요 특성은 컴프레서의 성능과 수명에 큰 차이를 가져올 수 있습니다.
- 산화 안정성으로 압축기 수명 연장 - 윤활유는 압축기의 수명을 연장하고 최적의 성능을 유지하도록 설계되었으며, 고품질의 비식품 등급 로터리 윤활유는 정상 작동 조건에서 8,000~16,000시간 동안 지속되어야 합니다.
- 마모 방지 - 고급 윤활유는 컴프레서의 구성품, 특히 컴프레서의 로터와 베어링을 보호합니다.
- 부식 방지 - 고품질 윤활유는 내부 에어엔드 구성품과 윤활 시스템을 부식으로부터 보호합니다.
- 공기와 물에서의 성능 - 공기와 물이 있는 상태에서 우수한 윤활유의 성능은 컴프레서의 수명을 연장합니다.
윤활유는 컴프레서 구성 요소에 영향을 미칩니다
고품질 윤활유는 씰을 코팅하고 부품이 원활하게 움직이도록 하는 동시에 바니시 형성을 방지하여 컴프레서의 신뢰성과 수명을 연장합니다. 잉거솔 랜드® 울트라 쿨런트는 바니시 없이 작동하고 다른 윤활유에 남아있는 잔류 바니시를 녹여주는 고품질 윤활유의 한 예입니다. 열전도율이 높아 공기 압축 사이클에서 발생하는 열을 더 많이 흡수하고 베어링의 마찰을 줄여주는 이 유형의 윤활유는 작동 온도가 높은 경우에도 컴프레서가 더 시원하고 효율적으로 작동할 수 있도록 도와줍니다.
로터리 스크류 컴프레서의 경우, 압축 챔버에 유체를 주입하여 인터메싱 로터와 관련 베어링을 윤활합니다. 또한 윤활유는 압축으로 인한 열을 대부분 제거하며 메시 로터와 로터 하우징 사이의 영역에서 밀봉 역할을 합니다.
대부분의 오일 주입식 로터리 스크류 컴프레서는 에어엔드가 배출된 후 오일 섬프 또는 분리기의 공기압을 사용하여 압축 챔버에 다시 주입하기 전에 쿨러와 필터를 통해 오일을 순환시킵니다. 또는 일부 디자인에서는 오일 펌프를 사용할 수도 있습니다. 각 로터 끝에 있는 베어링은 반경 방향 및 축 방향 추력 하중을 전달하며, 압축 챔버에 주입되는 것과 동일한 필터링된 오일로 직접 윤활됩니다. 용량 제어를 위해 나선형 및 회전 밸브가 내장된 경우에도 비슷한 구성이 사용됩니다. 컴프레서의 움직이는 부품, 씰 및 베어링이 열, 마찰 및 부식으로부터 잘 보호되도록 정기적으로 윤활유를 유지 관리하는 것이 중요합니다.
압축 챔버에 윤활유를 주입하여 유입되는 흡입 공기와 혼합하고 압축 사이클에서 발생하는 열을 흡수합니다. 습기가 응결되지 않도록 주입 온도와 후속 공기 및 배출 온도를 제어합니다. 윤활유와 섞일 수 있는 수분의 응축을 방지하려면 배출 온도를 압력 이슬점 이상으로 유지해야 합니다. 온도 조절 바이패스 밸브를 사용하면 순환 중인 윤활유가 오일 쿨러를 통과하거나 바이패스하여 광범위한 주변 온도 범위에서 원하는 온도를 유지할 수 있습니다.
최적의 윤활과 밀봉, 그리고 오일 섬프의 응결을 방지하기 위해서는 적절한 온도와 점도의 윤활유가 필요합니다. 오일 냉각 외에도 공기 애프터쿨러를 사용하여 배출된 공기를 냉각하고 과도한 수분을 제거합니다. 대부분의 유류 침수 애플리케이션에서는 난방 또는 기타 유형의 에너지 회수를 위해 압축 열을 회수할 수 있는 기회가 존재합니다.
적절한 정기 유지보수 일정은 안정적인 컴프레서 작동을 보장하고 윤활유 효과를 극대화합니다. 이는 정기적으로 윤활유를 샘플링하여 수행할 수 있습니다. 윤활유 분석에서 금속 마모 성분, 첨가제 함량, 산성 수준, 시스템 내 수분이 있는지 정기적으로 확인하고 높은 수치가 발견되면 시정 조치를 취하는 것이 중요합니다. 오일 필터의 압력 강하를 확인하고 필요한 경우 교체하기, 호스와 에어엔드의 연결부에 누출이 있는지 확인하기, 윤활유가 수명이 다하기 전에 교체하기 등 기타 정기적인 유지보수 관행이 포함되어야 합니다. 윤활유를 보충할 때는 다른 종류의 베이스 유체 화학 성분을 혼합하지 말고 기존 윤활유의 품질과 일치하는 제품을 사용하는 것이 중요합니다. 유체 분석은 컴프레서의 신뢰성을 높이는 동시에 시스템 고장으로 이어지기 전에 문제를 발견할 수 있는 사전 예방적 유지보수 프로그램의 중요한 부분입니다. 잉거솔 랜드는 컴프레서 시스템을 보호하기 위해 모든 유형의 컴프레서에서 모든 유형의 유체를 테스트할 수 있는 유체 분석 프로그램을 제공합니다.
저가 윤활유의 높은 비용
고품질의 비식품 등급 윤활유는 작동 환경과 컴프레서의 사용 및 유지보수 빈도에 따라 최소 8,000시간 또는 2년 중 먼저 도래하는 기간 동안 사용할 수 있어야 합니다. 저가의 윤활유를 사용하면 초기에는 비용을 절감할 수 있지만, 고품질 윤활유보다 최대 8배 더 자주 교체해야 하므로 장기적으로는 비용이 더 많이 듭니다. 예를 들어, 잉거솔 랜드® 울트라 연장 수명(EL)은 다른 로터리 윤활유보다 2배 더 긴 16,000시간까지 지속되도록 제조되어 교체 주기를 절반으로 줄이고 궁극적으로 비용을 절감할 수 있습니다. 비용이 저렴하다는 것은 종종 품질이 낮다는 것을 의미한다는 점을 인식하는 것이 중요합니다. 압축기에 대한 투자를 보호하고 압축기를 유지 관리하는 데 있어서는 압축기의 생명줄인 유지보수에 소홀히 해서는 안 됩니다. 이로 인해 유체 수명 단축, 부품 수명 감소, 작동 온도 상승, 작동 효율 저하 등의 문제가 발생하여 컴프레서 수명이 크게 단축될 수 있습니다.
저가의 윤활유가 시간이 지남에 따라 더 비싸지는 다른 이유도 있습니다. 고품질 윤활유를 구매하면 윤활유 이월을 줄이고 열등한 윤활유로 인해 불가피하게 발생하는 유지보수 및 에너지 비용을 낮춰 실제로 비용을 절감할 수 있습니다.
현장에는 비용 절감을 위해 저가의 윤활유를 선택했다가 결국 비싼 대가를 치른 고객들이 있습니다. 이 윤활유는 에어엔드, 냉각기 분리 탱크 및 오일 필터 주변에 바니시를 형성하여 결국 에어엔드를 망가뜨려 교체해야 했습니다. 이 고객은 매달 윤활유 비용을 수백 달러 절약했지만 결국 컴프레서의 에어엔드를 교체하는 데 25,000달러를 지출했습니다.
모든 윤활유가 똑같이 만들어지는 것은 아닙니다
윤활유와 컴프레서의 수명은 품질이 핵심입니다. 고품질 윤활유는 로터리 스크류 컴프레서가 전체 작동 온도 범위에서 최고의 성능을 유지하고 컴프레서의 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다. 용도에 적합한 윤활유를 선택할 때는 윤활유 특성, 부식 방지, 사용 수명 등 여러 가지 요소를 고려해야 합니다.
다음은 에어엔드와 윤활 시스템을 보호하는 데 사용할 수 있는 세 가지 수준의 윤활유 품질입니다.
표준 윤활유
일반적인 표준 품질의 엔지니어링 합성 윤활유는 2년 또는 8,000시간 동안 지속되며 광유 및 폴리알파올레핀(PAO)보다 최대 50% 더 낮은 캐리오버를 제공합니다. 열전도율이 높으면 압축기 성능도 향상되고 적절한 작동 온도를 유지할 수 있습니다.
수명 연장 윤활제
수명 연장 윤활유는 최대 16,000시간, 즉 3년 동안 사용할 수 있으며, 수요가 많은 다중 교대 근무를 위해 제조되었습니다. 이 고품질 윤활유는 윤활유 교체에 필요한 빈도를 줄여 폐기 비용을 절감합니다. 수명이 연장된 윤활유는 부품의 조기 고장을 유발하는 바니시 축적을 줄이고 응축수 배수구가 더 자주 막히지 않도록 추가 청소를 줄여줍니다. 또 다른 장점은 냉각 기능이 향상되어 주변 온도가 높은 환경에서도 컴프레서를 보호하고 더 효율적으로 작동할 수 있다는 것입니다. 이러한 윤활유는 부식 방지 및 산화 방지 첨가제를 사용하여 효율성도 높습니다. 수명 연장 윤활유는 인화점이 섭씨 262도 또는 화씨 505도 이상이고 유동점이 섭씨 -30도 또는 화씨 -53도 이상이어야 합니다.
식품 등급 윤활제
식품 안전에 대한 우려가 그 어느 때보다 높아졌고 업계 규제도 그 어느 때보다 엄격해졌습니다. Ingersoll Rand® Ultra FG 식품 등급 윤활제는 윤활제 수명을 연장하면서 식품 접촉에 대한 산업 요구 사항을 충족하거나 초과하는 화학 기술을 활용합니다. 식품 가공 및 제약 산업에서는 윤활유가 제품과 접촉할지 여부에 따라 여러 단계의 식품 등급 윤활유(H1-H3)를 사용합니다. 이 윤활유는 USDA/NSF 식품 등급 윤활유가 필요한 모든 로터리 스크류 컴프레서 응용 분야를 지원해야 합니다. Ultra FG는 알킬화 나프탈렌 기반의 윤활유로, 온도 안정성, 세제 작용 및 안정화제가 윤활유가 분해되는 것을 방지하고 산 형성 및 섭취된 물질 침전물이 압축기에 쌓이는 것을 방지하는 기능을 제공합니다. 다른 식품 등급 윤활유와 달리 Ingersoll Rand® Ultra FG는 항균 첨가제가 함유되어 있어 박테리아, 효모 또는 곰팡이 군집의 성장을 억제할 뿐만 아니라 탁월한 중화 성능을 제공하여 윤활유가 군집을 확산시키지 않도록 보호합니다. 식품 등급 윤활유는 적용 분야와 작동 조건에 따라 6,000시간 동안 사용할 수 있습니다. 또한 거품, 슬러지, 광택제 및 부식성 산의 형성에도 저항합니다. 식품 등급 윤활유는 인화점이 섭씨 262도 또는 화씨 505도 이상이고 유동점이 섭씨 -30도 또는 화씨 -53도 이상이어야 합니다.
우수한 윤활유는 우수한 성능으로 이어집니다
압축 공기 시스템을 최상의 상태로 유지하려면 고품질 성능에 대한 테스트와 평가를 거친 고품질 윤활유를 사용하면 장기적으로 보상을 받을 수 있습니다. 윤활유 폐기 비용을 절감하고 효율성을 개선하며 컴프레서의 수명을 연장할 수 있는 최고의 투자는 바로 윤활유의 품질입니다. 저품질 윤활유를 사용하여 매달 몇 달러를 절약하려고 하면 궁극적으로 압축기 고장과 값비싼 공장 가동 중단의 위험이 있으며, 이는 저비용 윤활유를 사용하여 얻은 초기 절감액을 훨씬 초과하게 됩니다.