유압 호스 설계·유지보수 완벽 가이드: 전문가 10대 팁

이 3부작 시리즈 2부에서 저자는 호스 튜빙과 라우팅이 어떻게 유지보수를 단순화하고 호스 고장을 줄이는지 논의할 것입니다. 1부와 3부는 여기에서 읽으세요.

기계 프로토타이핑 시 유체 전달 구성 요소를 올바르게 라우팅하고 적절하게 설치하려면 다음 10가지 일반 규칙을 따르세요. 이 가이드라인은 기계 프로토타이핑 시 가장 유용합니다. 모든 '버그'가 제거된 후에는 정상 생산 절차를 따라야 합니다.

1. 큰 라인부터 시작하라 — 가장 큰 내경 라인을 먼저 설치하세요. 특히 좁은 공간에서 굽히고 조작하기가 가장 어렵기 때문입니다. 그러면 가장 힘든 부분이 끝납니다. 작은 라인은 더 많은 라우팅 다용도성을 제공하며 좁은 공간에서 더 쉽게 작업할 수 있으므로, 각 라인을 라우팅하여 최대 공간을 절약하세요. 이는 더 깔끔해 보이는 설치뿐만 아니라 향후 수정이나 액세서리 추가를 더 쉽고 편리하고 경제적으로 만듭니다.
2. 올바른 호스 길이 — 시스템의 외관과 효율적 작동은 종종 적절한 길이의 호스 사용에 달려 있습니다. 과도한 호스 길이는 압력 강하와 시스템 비용을 증가시킵니다. 호스 조립품은 일반적으로 지정된 길이와 재고 크기를 최소화하기 위한 길이 증분으로 제조됩니다. 호스 길이를 계산할 때 호스는 최대 2%까지 늘어나거나 최대 4%까지 수축할 수 있음을 기억하세요.
3. 호스 플렉싱 — 호스 조립품은 굽히거나 휘도록 설계되었지, 비틀리도록 설계되지 않았습니다. 실제로 대구경 고압 호스가 7° 비틀리면 수명이 크게 단축되어 경우에 따라 최대 90%까지 줄어들 수 있습니다. 고압 호스는 단일 평면에서만 플렉스되도록 라우팅해야 합니다. 배관이 복합 굽힘을 통해 호스를 라우팅해야 한다면, 호스를 두 개 이상의 섹션으로 '분리'하여 각각이 단일 평면에서만 플렉스되도록 해야 합니다. 스프링 가드는 호스가 피팅에서 최소 굽힘 반경 이상으로 굽는 것을 방지하지만, 호스가 비틀리는 것을 방지하지는 않습니다.
4. 

   피벗 포인트 — 호스가 플렉스해야 할 때, 움직이는 구성 요소가 회전하는 피벗 포인트를 통해 라우팅하세요. 이는 호스 라인의 최적이고 가장 효율적인 플렉싱을 가져오며, 최소한의 호스량을 사용하고 호스를 기계 윤곽 내에 유지합니다. 이를 위해 호스는 경첩처럼 굽도록 위치해야 합니다. 그렇지 않으면 호스가 S-벤드(S-bend)를 취하려는 경향이 있으며, 이는 호스가 당겨지는 것보다 밀릴 때 가장 많이 발생합니다. S-벤드 설치는 과도한 호스 움직임과 수명 단축을 초래합니다. 유연한 라인을 피벗 포인트를 통해 배관할 때, S-벤드를 피하기 위해 두 엔드 피팅의 상대적 위치를 고려하여 다음 절차를 따르세요: 움직이는 구성 요소를 호스가 가장 넓은 굽힘을 경험하는 가장 먼 지점으로 스윙하세요. 이 지점에서 피팅이 평행 평면에 배치되면, 구성 요소가 이동 범위의 반대쪽 끝으로 스윙할 때 호스는 경첩 방식으로 플렉스하는 경향이 있습니다.

5. 왕복 운동 — 플렉싱 외에도 호스 엔드는 왕복 운동을 해야 할 수 있습니다. 이를 위한 몇 가지 설계 방법이 있습니다:
   • 호스 릴 — 고압 유압 호스용으로, 고압 스위벨 조인트와 스프링 리턴을 장착해 호스를 되감는 데 도움을 줍니다.
   • 페스투닝(Festooning) — 호스를 강철 케이블에 고리 형태로 겁니다. 한 지점이 다른 지점에서 멀어지면 고리들이 열려 거의 직선이 됩니다.
   • 롤링(Rolling) — 호스를 언밸런스드 U자 형태로 배치하고 힌지 트랙이 호스를 운반합니다. 한 다리는 고정되어 더 길고, 두 번째 다리는 첫 번째와 평행하게 자유롭게 왕복합니다.
6. 

   회전 운동 — 스위벨 또는 로터리 조인트가 회전 운동을 제공하는 데 일반적으로 사용됩니다. 회전 운동이 연속 360°라면 로터리 조인트를 사용하세요. 운동이 반전되는 경우라면 스위벨 조인트가 더 나은 선택입니다. 호스와 함께 사용하면 스위벨 조인트는 호스가 피팅에서 비틀리거나 굽는 것을 방지합니다.

7. 오일 분무 제어 — 유압 라인이 뜨겁고 잠재적으로 위험한 영역 근처를 통과할 때는 방화 보호가 필요합니다. 이는 파손된 라인에서 나온 오일이 잠재적 발화원으로 분무되는 것을 방지합니다. 이를 달성하는 몇 가지 방법이 있습니다:
   • 강철 튜브, 채널, 앵글 아이언으로 만든 터널을 통해 라인을 재라우팅하세요.
   • 라인과 잠재적 발화원 사이에 시트 메탈 배플을 설치하세요.
   • 라인을 큰 개방형 호스나 슬리브를 통해 라우팅하여 라인 고장 시 오일이 양끝으로 흘러나오게 하세요.
   • 호스 위에 씌우거나 호스 커버에 내장된 방화 슬리브를 사용하세요.
   • 고장난 호스가 채찍질하며 유압유를 발화원 위로 분무하는 것을 방지하기 위해, 호스를 유압적으로 연결된 구성 요소에 고정하세요.
8. 최소 굽힘 반경 — 호스는 해당 호스의 최소 굽힘 반경을 수용하도록 라우팅되어야 합니다. 다양한 크기 호스의 최소 굽힘 반경은 SAE 사양과 호스 제조사 카탈로그에서 찾을 수 있습니다. 이 수치는 보통 정적 라인의 최대 작동 압력에서의 최소 굽힘 반경을 나타냅니다. 최소 굽힘 반경을 초과하면 호스 키닝이나 호스-피팅 인터페이스에 추가 응력이 발생할 수 있습니다. 이는 커버가 더 쉽게 갈라지거나 내부 와이어 보강재가 더 빨리 피로해져 수명을 단축시킵니다.
9. 

   마모 방지 — 대부분의 유압 호스는 보강재를 마모나 수분 손상으로부터 보호하기 위해 내구성 있는 외피로 제작됩니다. 그러나 한 지점에서 지속적인 마모는 결국 외피를 뚫고 보강재를 약화시킵니다. 이는 현장에서 유압 호스 고장의 1위 원인입니다. 가능한 한 마모를 피하려면 호스를 적절히 라우팅하고 클램프하거나 보호 커버를 사용하세요. 다양한 보호 커버링 중에서 선택하세요:

   • 코일 스프링
   • 나선형 플라스틱
   • 코일 스트랩 강철
   • 나일론 슬리브
10. 클램핑 — 배관 설치는 적절하게 클램핑될 때까지 완료되지 않습니다. 클램프 선택은 매우 중요하며, 종종 설치에 결정적일 수 있습니다. 일반적인 시트 메탈 클램프는 대구경 고압 호스를 잡지 못합니다. 좋은 클램프는 저렴하면서도 고압 서지 라인에 매우 효과적일 수 있습니다. 고압 라인의 경우 2% 증가에서 4% 감소까지 가능한 길이 변화를 예상하고 계획하세요. 적절하게 크기가 지정된 클램프는 호스를 긍정적으로 잡아야 합니다. 클램프가 호스를 마모시키지 않게 하려면 클램프 내경이 호스 외경보다 약 1/32인치 작아야 합니다.

좋은 설치 기술은 효율적 작동과 유압 시스템의 최대 수명 달성에 필수적입니다. 그러나 유압 호스와 튜빙은 유한한 수명의 소모품입니다. 결국 이 마모 품목은 고장납니다. 일반적으로 기본 유지보수 기술만으로는 고장 발생을 충분히 방지할 수 없습니다. 육안 검사나 시간 기반 예방 일정이든 말입니다.

이튼 코퍼레이션
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