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온도가 유압 시스템 성능과 효율에 미치는 영향: 고온·저온 대응 전략

유압 시스템은 대규모 유압 의존 제조 플랜트부터 지역 쓰레기 수거 트럭의 유압 시스템까지 현대 생활 여러 측면의 운영에 필수적입니다. 거대하고 강력한 시스템이지만 아킬레스건이 있습니다: 온도 극한. 저온과 고온 모두 대소 규모를 막론하고 유압 시스템 성능과 효율에 영향을 미칩니다. 시스템이 예상대로 작동하지 않는다면 온도 문제가 아닌지 조사해 볼 필요가 있습니다.

저온 운전 조건

온도가 유압 시스템 성능과 효율에 미치는 영향: 고온·저온 대응 전략

유압에 대한 온도 영향하면 열을 먼저 떠올리지만, 저온도 유압 시스템에 치명적일 수 있습니다. 이러한 비최적 운전 온도는 영하권 주변 온도나 고고도 저기압 조건에서 유압 시스템 운전 시 발생할 수 있습니다. 저온 영향은 겨울철 야외 장비의 이동식 유압 시스템에 특히 문제가 됩니다.

저온이 유압 시스템에 미치는 영향

고무 등 엘라스토머 소재는 모든 규모 유압 시스템에 흔히 쓰이며, 고무(및 기타 엘라스토머)는 저온에 민감해 온도가 충분히 내려가면 취성 거동을 보입니다. 유압 장비가 저온에 노출되면 실링, 피팅, 마운트, 호스 등 고무 구성 요소가 운전 중 심각하게 손상될 수 있습니다. 시스템 시동 전 외부 고무 구성 요소의 균열이나 찢김 여부를 점검하고, 고무 부품 예비품을 항상 구비해 만일의 손상에 대비하십시오.

저온은 유압 시스템 내 유체 점도에 영향을 줍니다. 유압 유체뿐 아니라 윤활유도 해당됩니다. 저온은 유압 유체와 오일 점도를 높여 더 걸쭉하게 만듭니다. 점도가 과도하게 상승하면 유체가 정상 거동을 하지 않습니다. 예: 시동 시 정상보다 높은 점도 오일은 핵심 부위 골고루 제때 분포되지 못해 손상을 유발할 수 있습니다. 유체가 아예 응고돼 흐르지 않게 될 수도 있습니다. 이는 펌프 기아(Cavitation), 윤활 불량으로 이어져 유압 장비와 구성 요소에 값비싼 손상을 입힙니다.

온도가 유압 시스템 성능과 효율에 미치는 영향: 고온·저온 대응 전략

현명한 습관은 장비 시동 전 유체들(유압 유체뿐 아니라 엔진 오일, 트랜스미션 오일 포함) 상태를 확인하는 것입니다. 레벨이 아니라 점도를 봅니다: 딥스틱 끝에서 유체가 떨어지지 않을 정도로 끈적이면 정상 작동에 부적합할 만큼 과점도 상태입니다. 그런 상태로 시스템을 돌리면 심각한 손상을 입습니다. 점도 상승 탓에 장비 사용 전 예열이 중요한 것입니다. 장비를 시동해 유압 시스템과 의존 유체들이 예열될 때까지 공회전시킨 뒤 작업에 투입하십시오.

일반적으로 시스템에 쓰이는 유체가 예상 온도(고고도 조건이면 기압 고려)에 적합한지 확인해야 합니다. 추운 날씨에 어떤 유체가 적절한지 의문이면 제조사 지침을 구하십시오.

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고온이 유압 시스템에 미치는 영향

유압 유체와 윤활유가 장시간 고온에 노출되면 영구적 열화와 심각한 점도 저하(유체가 훨씬 묽어짐)가 발생합니다. 유압 유체 열화는 산화를 초래하며(사실 산화율 자체가 온도 상승과 함께 크게 증가), 문제의 슬러지 생성을 유발합니다. 동시에 열화된 첨가제 간 화학 반응이 일어나며, 이 모든 것이 유체 성능과 유압 시스템 전체를 심각하게 저해합니다.

점도 저하는 윤활유와 유압 오일이 마찰 저감, 마모성 손상 방지, 마모 속도 완화로 구성 요소를 보호하는 기능을 상실하게 만듭니다. 점도 변화는 유압 유체 자체 거동에도 영향을 줘 시스템 전체 성능을 악화시킵니다. 압력과 온도 조합에 따라 일부 유체는 기화 상태에 이를 수 있는데, 이는 당연히 시스템과 구성 요소 손상으로 직결됩니다.

온도가 유압 시스템 성능과 효율에 미치는 영향: 고온·저온 대응 전략

VI(점도 지수) 향상 첨가제가 포함된 유압 유체 사용이 고온 점도 저하 문제를 완화할 수 있지만, 고온 장시간 노출 시 이 첨가제마저 분해될 수 있음을 명심해야 합니다. 즉, VI 향상 첨가제가 쉬운 해결책은 아닙니다. 더 흥미로운 사실은 고온 장시간 운전이 폼 억제제, 녹 방지제, 내마모제, 항산화제 등 다른 핵심 첨가제도 고갈시킨다는 점입니다.

유체 열화가 진행되고 녹 방지제, 내마모제 등 핵심 첨가제가 고갈되면 시스템 내 구성 요소(유압 모터, 펌프, 밸브)가 가속 마모를 겪습니다. 시스템 성능과 효율은 지속 저하되고 시스템은 자체 열을 발생시킵니다. 그 결과 유압 시스템 전체와 내부 구성 요소에 치명적인 파괴 순환이 이어집니다. 가속 마모가 방치되면 금속 표면 조각이 박리돼 플레이크와 미세 입자가 되어 유압 유체를 오염시키고 마모를 더욱 악화시킵니다.

요컨대, 고온 장시간 노출은 시간이 지남에 따라 유압 시스템을 파괴할 수 있습니다.

유압 시스템 내 발열 원인

고온은 극한 주변 온도 탓도 있지만, 유압 시스템 내부 발열 탓일 가능성이 더 큽니다. 열이 유압 시스템에 이토록 해로우니 발열 원인을 추적하는 것이 중요합니다. 열 발생은 유체가 기계적 일 출력 없이 고압 구역에서 저압 구역으로 흐를 때 흔히 생깁니다. 이러한 압력 손실의 한 원인은 마찰입니다. 시스템 내 고마찰은 열을 발생시키며, 원인에는 다음이 포함됩니다:

온도가 유압 시스템 성능과 효율에 미치는 영향: 고온·저온 대응 전략

기타 열원으로는 공기 혼입 유체 압축이 있습니다. 유압 유체가 공기로 오염되면 펌프 내 공기 혼입 유체 압축으로 순식간에 1100℃(2000°F) 근처 온도에 도달할 수 있습니다.

경우에 따라 열이 시스템 자체가 아닌 외부에서 올 수도 있습니다. 유압 시스템이 열원 근처에서 운전되면 문제가 생길 수 있습니다. 환기 불량도 온도 상승을 초래합니다.

결론

온도 극한은 유압 시스템 성능에 영향을 주고, 온도 문제를 해결하거나 시스템을 온도 영향으로부터 보호하지 않으면 심각하고 값비싼 손상을 초래합니다. 이는 극한 추위에서 작동하는 소형 제설차나, 자체 발열로 운전 온도가 권장 한계를 넘어선 제조 플랜트 대형 유압 시스템이나 마찬가지입니다. 온도의 가장 즉각적 영향은 유체 점도 변화입니다: 저온은 점도를 높여 걸쭉하게, 고온은 점도를 낮춰 묽게 만듭니다. 이러한 점도 변화는 유압 시스템과 구성 요소에 영구적 손상을 빠르게 초래할 수 있습니다.

성능 변화가 운전 온도 때문일 수 있으며, 고온 상황 대응에는 발열 원인과 근본 원인을 규명하는 조사 작업이 필요합니다.

MAC Hydraulics

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