윤활유 관련 지식 공유

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슬라이드 1 윤활유 지식 강의 자료 슬라이드 2 1. 윤활유 기초 지식 윤활유란 오일 형태의 윤활제입니다.출처에 따라 동물성 기름, 식물성 기름, 석유 윤활유, 합성 윤활유의 세 가지로 나뉩니다.석유 기반 윤활유의 사용량은 전체 사용량의 97% 이상을 차지하므로, 윤활유라고 하면 보통 석유 기반 윤활유를 의미합니다.。주로 원유 증류 설비에서 얻어지는 윤활유 분획과 슬래그 오일 분획을 원료로 하여, 용매 탈아스팔트화, 용매 탈왁스화, 용매 정제, 수소화 정제 또는 산알칼리 정제, 백토 정제와 같은 공정을 통해 자유 탄소를 형성하는 물질, 저점도 지수의 물질, 산화 안정성이 낮은 물질, 파라핀, 그리고 완성된 윤활유의 색상에 영향을 주는 화학 물질들을 제거하거나 줄입니다. 이렇게 해서 얻어진 것이 적합한 윤활유 기초유이며, 이를 혼합하여 첨가제를 넣으면 윤활유 제품이 됩니다. 슬라이드 3 1. 윤활유의 역할 (1) 마찰을 줄이고 마모를 방지하여 에너지를 절약하며, 마모를 감소시켜 기계의 수명을 연장하고 경제적 효과를 높임； (2) 냉각: 마찰열을 언제든지 기계 밖으로 배출해야 함； (3) 밀봉, 누출 방지, 먼지 방지, 기체 유입 방지 필요； (4) 내부식성 및 방청 기능으로, 마찰면이 오일의 변질이나 외부 침식으로부터 보호되도록 해야 함； (5) 깨끗하게 헹구어, 마찰면에 묻은 오염물질을 제거해야 함； (6) 응력 분산 완충, 부하 분산 및 충격 완화와 진동 흡수； (7) 운동 에너지 전달, 유압 시스템 및 원격 제어 모터, 마찰 무단 변속 등. 슬라이드 4 2. 윤활유의 기본 성능 (빨간색은 우리가 분석한 항목입니다) 일반 물리화학적 성능: (1) 외관(색도) (2) 밀도 (3) 점도(운동점도) (4) 점온 지수 (5) 인화점 (6) 응고점 (7) 산가, 알칼리가 및 중화가 (8) 수분 함량 (9) 기계적 불순물 (10) 잔탄 슬라이드 5 특수 물리화학적 성능: (1) 산화 안정성 (2) 열 안정성 (3) 거품 방지 성능 (4) 유화 방지 성능 슬라이드 6 점도(운동점도): 점도는 유제의 유성과 유동성을 나타내는 지표입니다.일반적으로 저속 고부하의 작동 환경에서는 충분한 오일 막의 두께와 적절한 윤활을 보장하기 위해 점도가 높은 오일을 사용합니다；고속 저부하의 작동 환경에서는 점도가 낮은 오일을 사용하여 기계 장비의 정상적인 시동과 작동 토크를 보장하며, 운전 중 온도 상승을 줄일 수 있습니다.유체의 점도는 환경 온도의 영향을 크게 받습니다(압력도 어느 정도 영향을 미치지만, 일반적으로는 무시할 수 있습니다). 이러한 영향도 분자들 간의 상호작용을 통해 나타납니다. 일반적으로 온도가 상승하면 유체의 부피가 팽창하여 분자들 사이의 거리가 멀어지고, 그 결과 상호작용이 약해져 점도가 낮아집니다；온도가 낮아지면 유체의 부피가 줄어들고, 분자들 사이의 거리도 짧아집니다. 그 결과 상호작용이 강해지고 점도가 상승합니다.점도는 온도와 밀접한 관계가 있으므로, 모든 점도 데이터에는 측정 시의 온도를 반드시 명시해야 합니다. 또한, 유압유는 GB3141의 규정에 따라 일반적으로 ISO의 점도 분류법을 준용하며, 40℃에서의 운동점도의 평균값을 기준으로 등급을 나눕니다.우리는 주로 운동점도의 변화율을 측정하는데, 구체적으로는 일정량의 시료가 규정된 온도(40℃)에서 운동점도계의 모세관을 통과하는 데 걸리는 시간인 “초”를 측정한 다음, 해당 점도계의 보정 상수와 곱하여 시료의 점도를 등급에 명시된 기준값과 비교합니다. 슬라이드 7 인화점: 인화점은 유류의 휘발성을 나타내는 지표입니다.유분의 분별이 가벼울수록 증발성이 커지고, 인화점도 낮아집니다.반대로, 유분의 분별량이 무거울수록 증발성은 낮아지고, 인화점도 높아집니다.동시에, 인화점은 석유 제품의 화재 위험성을 나타내는 지표이기도 합니다.유류의 위험 등급은 인화점에 따라 분류됩니다. 인화점이 45℃ 이하인 경우는 가연성 물질로, 45℃ 이상인 경우는 반응성 물질로 간주됩니다. 유류를 저장하거나 운반할 때에는 절대로 그 인화점 온도까지 가열해서는 안 됩니다.점도가 동일할 경우, 인화점이 높을수록 좋습니다.따라서 사용자는 윤활유를 선택할 때 사용 온도와 윤활유의 작동 조건을 고려해야 합니다.일반적으로, 인화점이 사용 온도보다 20~30℃ 높으면 안전하게 사용할 수 있다고 여겨집니다. 슬라이드 8 응고점: 응고점이란 정해진 냉각 조건 하에서 유제의 흐름이 멈추는 최고 온도를 말합니다.유분의 응고와 순수 화합물의 응고는 매우 다릅니다.유제품에는 명확한 응고 온도가 없으며, 소위 ‘응고’란 전체적으로 유동성을 잃는 것을 의미할 뿐, 모든 성분이 고체로 변하는 것은 아닙니다. 　　윤활유의 응고점은 윤활유의 저온에서의 유동성을 나타내는 중요한 품질 지표입니다.생산, 운송, 사용 모두에 있어 중요한 의미를 가집니다.응고점이 높은 윤활유는 저온에서 사용할 수 없습니다.반대로, 기온이 높은 지역에서는 점도가 낮은 윤활유를 사용할 필요가 없습니다.윤활유의 응고점이 낮을수록 생산 비용이 높아져 불필요한 낭비가 발생하기 때문입니다.일반적으로, 윤활유의 응고점은 사용 환경의 최저 온도보다 5~7℃ 낮아야 합니다.하지만 특별히 언급해야 할 점은, 저온용 윤활유를 선택할 때는 유체의 응고점, 저온 점도 및 점도-온도 특성을 종합적으로 고려해야 한다는 것입니다.저응고점의 유제의 경우, 저온에서의 점도와 점도-온도 특성도 요구 사항을 충족하지 못할 수 있기 때문입니다. 슬라이드 9 산가, 알칼리가 및 중화가: 산가는 윤활유에 함유된 산성 물질을 나타내는 지표로, 단위는 mgKOH/g입니다.산가는 강산가와 약산가 두 가지로 나뉘며, 둘을 합한 것이 총산가(약칭 TAN)입니다.우리가 흔히 말하는 “산도값”은 사실 총산도값(TAN)을 의미합니다. 알칼리도는 윤활유 내의 알칼리성 물질 함량을 나타내는 지표로, 단위는 mgKOH/g입니다.알칼리도도 강알칼리도와 약알칼리도 두 가지로 나뉘며, 둘을 합한 것이 총알칼리도(약칭 TBN)입니다.우리가 흔히 말하는 “알칼리도”는 사실 “총알칼리도(TBN)”를 의미합니다. 중화값은 실제로 총산가와 총알칼리가를 포함합니다.하지만 별도의 명시가 없는 한, 일반적으로 말하는 “중화값”은 실제로는 “총산가치”를 의미하며, 그 단위도 mgKOH/g입니다.구체적으로는, 측정 대상인 물질 1그램의 유리산을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 밀리그램 수를 의미합니다. 슬라이드 10: 수분: 수분이란 윤활유에 포함된 물의 비율을 말하며, 보통는 중량비로 표시됩니다.윤활유에 수분이 존재하면, 윤활유가 산화되어 품질이 저하됩니다. 또한 윤활유가 형성하는 오일 필름이 파괴되어 윤활 효과가 떨어지며, 유기산이 금속을 부식시키는 속도가 빨라집니다. 이로 인해 장비가 녹슬고, 윤활유에 침전물이 생기기 쉬워집니다. 게다가 첨가제(특히 금속염)들도 가수분해 반응을 일으켜 그 효과를 잃고 침전물이 생겨나 윤활유의 순환과 공급을 방해합니다.뿐만 아니라, 윤활유의 수분은 사용 온도가 낮을 때 얼음점에 가까워지면서 윤활유의 유동성이 떨어지고 점도-온도 특성도 악화됩니다；반면 사용 온도가 높을 때는 물이 증발하여 오일 막을 파괴할 뿐만 아니라 기체 저항을 일으켜 윤활유의 순환에 영향을 미칩니다.요컨대, 윤활유의 수분은 적을수록 좋습니다. 슬라이드 11 기계적 불순물: 기계적 불순물이란 윤활유에 존재하며, 가솔린, 에탄올, 벤젠과 같은 용매에 용해되지 않는 침전물이나 젤상의 현탁물을 말합니다.이러한 불순물들은 대부분 모래와 자갈, 철가루 같은 것들이며, 첨가제로 인해 생기는 용매에 잘 녹지 않는 유기금속염도 포함됩니다. 기계적 불순물의 측정은 GB/T 511-88 석유제품 및 첨가제의 기계적 불순물 측정법(중량법)에 따라 수행됩니다.그 과정은 다음과 같습니다: 100g의 시료를 취해 70℃에서 80℃까지 가열한 뒤, 용매를 2~4배의 양으로 추가합니다. 그런 다음, 무게가 재져진 빈 병 안에 있는 종이 위로 여과시키고, 뜨거운 용매를 사용해 여과지와 병을 깨끗이 씻은 뒤 다시 무게를 잽니다. 여과 전후의 종이 무게 차이가 바로 기계적 불순물의 무게이며, 이 값을 통해 기계적 불순물의 질량 비율을 구할 수 있습니다. 슬라이드 12 잔탄: 석유제품이 규정된 실험 조건 하에서 가열되어 증발하고 연소한 후에 남는 검은색의 잔여물을 잔탄이라고 합니다.잔탄은 윤활유 기초유의 중요한 품질 지표로, 윤활유의 성질과 정제 정도를 판단하기 위해 규정된 항목입니다.윤활유의 기본 오일에서 잔탄의 양은 그 화학적 구성뿐만 아니라, 오일의 정제 정도와도 관련이 있습니다. 윤활유 내에서 잔탄을 형성하는 주요 물질들은 오일 속의 젤라틴, 아스팔텐, 그리고 다환 방향족 화합물입니다.이러한 물질들은 공기가 부족한 조건에서 강한 열에 의해 분해되고 축합되어 잔탄을 형성합니다.석유 제품의 정제 깊이가 깊을수록 그 잔탄값은 더 작아집니다.일반적으로, 무색 기초유의 잔탄값은 작을수록 좋습니다. 　　현재 많은 유류에는 금속, 황, 인, 질소 성분을 포함한 첨가제가 들어 있으며, 이들의 잔탄값이 매우 높습니다. 그래서 첨가제가 함유된 유류의 잔탄값은 더 이상 잔탄 측정의 본래 목적을 달성할 수 없게 되었습니다. 슬라이드 13 특수 물리화학적 특성: 산화 안정성 산화 안정성은 윤활유의 노화 방지 성능을 나타내는 지표입니다. 사용 수명이 긴 일부 산업용 윤활유의 경우 이러한 지표가 요구되므로, 이는 해당 유류의 특수한 특성으로 간주됩니다.유제의 산화 안정성을 측정하는 방법은 많이 있으며, 기본적으로는 일정량의 유제를 공기(또는 산소)와 금속 촉매가 있는 상태에서 특정 온도에서 일정 시간 동안 산화시킨 다음, 유제의 산도, 점도 변화 및 침전물의 생성 여부를 측정합니다.모든 윤활유는 그 화학적 구성과 주변 환경의 차이에 따라 서로 다른 자동 산화 경향을 보입니다.사용 과정에서 산화 작용이 일어나면서 점차 알데히드, 알코올, 산류와 같은 물질들과 젤라틴, 아스팔텐과 같은 물질들이 생성됩니다. 산화 안정성이란, 위와 같이 석유 제품의 사용에 해로운 물질들의 생성을 억제하는 성능을 말합니다. 슬라이드 14 유화 방지 성능: 산업용 윤활유는 사용 과정에서 불가피하게 일정량의 냉각수가 섞이곤 합니다. 만약 윤활유의 유화 방지 성능이 좋지 않다면, 이 윤활유는 섞인 물과 함께 유화액을 형성하여, 물이 순환 탱크의 바닥에서 쉽게 빠져나오지 못하게 됩니다. 이로 인해 윤활이 제대로 이루어지지 않을 수 있습니다.따라서 소포화 저항성은 산업용 윤활유의 매우 중요한 물리화학적 특성입니다.일반적으로 점도가 그리 높지 않은 유제의 경우, GB/T 7305-86 방법을 사용하여 테스트를 진행합니다. 즉, 40ml의 시료 오일과 40ml의 증류수를 특정 온도(54℃ 또는 82℃)에서 1500r/min의 속도로 5분간 혼합한 다음, 오일층과 물층, 그리고 유화층이 각각 40ml, 37ml, 3ml로 분리되는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 슬라이드 15 2. 윤활유 샘플 분석 지표 1. TSA46 (1) 사용 장비 C1001 베어링 및 제어 시스템, 원심펌프 베어링, F1001-F1003 팬 베어링, 2호기 윤활유 시스템, 3호기 윤활유 시스템, 공압식 기기용 윤활유 시스템. (2) 분석 항목 지표
항목: 오일 교환 지표
시험 방법: 점도 등급(GB3141 기준), 46; 40℃에서의 운동 점도 변화율 %, ±10을 초과할 경우; 산가, mgKOH/g 단위로 측정했을 때 0.1보다 클 경우; GB/T264에 따른 산화 안정성, 분 단위로 측정했을 때 60보다 낮을 경우; SH/T0193에 따른 수분 함량, 0.1보다 클 경우; GB/T264에 따른 인화점(개방형), ℃ 단위로 측정했을 때 185보다 낮을 경우; GB/T3536에 따른 유화 파괴 값, (40-37-3) 단위로 측정했을 때 60보다 클 경우; GB/T7305에 따른 기계적 불순물, 0.01보다 클 경우; GB/T11143에 따른 기타 불순물들.
슬라이드 16: 2. DAB150
(1) 사용 장비: C1002A/B, C3002A/B 크랭크케이스 및 주유기. （2）분석 항목 지표
항목: 오일 교환 지표
시험 방법: 점도 등급(GB3141 기준), 150; 40℃에서의 운동 점도 변화율 %, ±15를 초과할 경우; 산가, mgKOH/g 단위로 측정한 값, 0.01보다 클 경우; GB/T264에 따른 산화 안정성, 60보다 낮을 경우; SH/T0193에 따른 수분 함량, 0.1보다 클 경우; GB/T264에 따른 인화점(개방형), 215보다 낮을 경우; GB/T3536에 따른 유화 파괴값, (40-37-3) 단위로 측정했을 때 30보다 클 경우; GB/T7305에 따른 기계적 불순물, 0.01보다 클 경우; GB/T11143에 따른 기타 불순물들.

3. 분석 항목의 전반적인 영향 요인들
(1) 오일 샘플 분석을 위한 장비 및 기기
(2) 오일 자체의 품질
(3) 오일 샘플 채취 위치
(4) 오일 샘플 채취 과정
(5) 엔진의 작동 상태(각 베어링 및 밀봉면의 상태) 및 오일 공급 시스템
(6) 오일 주입 과정

4. 항목 지표가 기준을 초과할 경우의 원인 분석 및 대응 방안
기준을 초과하는 항목의 원인에 따른 대응 방안:
점도가 너무 높은 경우 – 오일 교환
인화점이 너무 낮은 경우 – 오일 교환
중화값이 너무 높거나 외부 물질이 섞인 경우 – 오일 교환
기계적 문제나 불순물로 인한 경우 – 예비 엔진으로 전환하여 오일 교환
오일 스테이션의 필터에 문제가 있는 경우 – 예비 필터로 전환하여 오일 교환
오일 주입 과정에서 3단계 필터링 과정이 제대로 이루어지지 않은 경우 – 오일 교환 및 3단계 필터링 과정을 철저히 준수함
샘플 채취 위치가 잘못되었거나 교체되지 않은 경우 – 다시 샘플을 채취함
수분이 섞인 경우 – 오일 스테이션의 냉각수가 섞인 경우, 냉각기를 점검하고 오일을 교환함
유화 방지 성능이 떨어지는 경우 – 오일이 산화되거나 오일 스테이션의 냉각수가 섞인 경우, 냉각기를 점검하고 오일을 교환함
참고: 원료 오일의 품질이 양호하고, 오일 샘플 분석을 위한 장비 및 기기도 정상적으로 작동한다고 가정합니다. 슬라이드 19 3. 수소화 크래킹 장치용 윤활유 샘플 분석 데이터표 명칭 샘플 채취 위치 샘플 채취 시간 운동 점도(40℃) 인화점(℃) 중화값(mgKOH/g) 기계적 불순물(﹪) 수분 함량(﹪) 유화 방지능력 TSA46　오일 창고 저장 탱크 07.9.20 44.96 246 0.08 0.0018 흔적 40-37-3(15분) C1001 연료탱크 07.10.05 44.98 237 0.09 0.0093 흔적 40-37-3(15분) C1001 연료탱크 07.10.23 44.58 226 0.08 0.0042 흔적 40-37-3(15분) P1001 P1001 연료탱크 07.10.05 44.78 226 0.10 0.0026 흔적 40-37-3(15분) P1001 연료탱크 07.10.23 44.62 226 0.11 0.0044 흔적 40-37-3(15분) DAB150　오일 창고 저장 탱크 07.9.20 113.32 440.16 0.0029 흔적 35-38-7(30분) C1002 C1002A 연료탱크 07.10.23 139.82 450.16 0.0188 흔적 40-37-3(10분) C1002B 연료탱크 07.10.23 143.82 460.16 0.019 흔적 40-37-3(10분) C3002 C3002A 연료탱크 07.10.23 142.42 450.16 0.009 흔적 40-37-3(5분) C3002B 연료탱크 07.10.23 144.22 430.16 0.0064 흔적 40-37-3(5분) L-CKD150　오일 창고 저장 탱크 07.9.20 153.22 220.57 0.0034 흔적 10-5-65(30분) HS-32　오일 창고 저장 탱크 07.9.20 31.12 1840.63 0.0115 흔적 40-37-3(15분) HSC634　오일 창고 저장 탱크 07.9.20 456.82 520.55 0.0032 흔적 40-37-3(15분) DTE24　오일 창고 저장 탱크 07.9.25 20.14 2221.35 0.0023 흔적 40-37-3(20분) 슬라이드 20 4. 권장 사항 1. 일상 점검 시 대형 장비인 C1001, C1002, P1001의 윤활 부위 상태를 철저히 확인해야 합니다(소음, 진동, 온도 등). 2 정기적으로 주유소의 필터를 교체합니다. 3 정기적으로 냉각기의 냉각수 출구에서 샘플을 채취하여 윤활유 함량을 분석합니다. 4 정기적으로 오일 샘플을 채취하여 분석합니다. 5 샘플링 위치 및 샘플링 절차를 표준화한다. 슬라이드 21 감사합니다, 여러분!