COMPRESSOR OIL

[Kim byoungil]

2.3 . Compressor Oil(윤활)

 Compressor가 오일 없이 납품 되었을 경우에는 윤활 Table을 보고 적당한 OIl을 선택하여 따라 OIL FILLING SOCKET을 통하여 적당량을 주입하고, 공급업체에서 Oil을 채워서 납품하였더라도 올바른 Oil이 공급되어져 있는지를 확인하여 사용 한다.

 일반적으로 압축기는 크랭크기어를 가지고 있으며 오일씰로 압축실과 분리되어 있다.  OIL FREE형은 오일 압축 CHAMBER가 없다.

2.3.1. 압축기유의기능

가. 마찰 부의에 윤활막 형성

나. 윤활막을 통해 압축열 제거

다. 밀봉성 유지

라. 마찰면의 마모 감소

마. 부식 방지

바. 오염물과 이물질 제거

사. Deposit 형성 최소화

아. 기체의 냉각

2.3.2 압축기유의 종류

 (1).  합성유

    장점 ; 고온 열안정성, 우수한 산화 안정성, 저온 유동성

    단점 ; 경제성 부족, Seal이나 Paint와 Incompatiblity

 가. Synthetic Hydrocarbones

  1) Poly-α-olefins

  2) Dialkylated Benzenes

 나. Diester

  1) 유욕식 Rotary Compressor를 위하여 개발된 오일

  2) 교환주기 8000시간, Vane, Screw, 공냉식 왕복동형 압축기에 추천

 다. Phosphate Esters

   1) 난연성 압축기유 (Fire Resistance Fluids)

   2) 고무 팽창성이 크고 독성이 있음

 라. Polyglycols

    1) LPG Compressor

    2) LNG Compressor

  마. Chlorofluorocarbons

 압축기로서 산소, 염산, 염화수소, 황화수소, 이산화황 등의 활성기체가 사

용되는 Compressor에 적용한다.

 2.3.3. Compressor Oil의 관리

 compressor의  정기적인 사용 Oil의 분석과 적절한 보충 및 교환이 기계의 수명연장과  안전사용 및 효율 향상에 결정적인 역할을 한다.

 가. 시료 채취

  1) 정기 분석용 시료 채취는 압축기 내부에 사용되는 오일과 동일한 상태에 있는 것으로 실시함

  2) 압축기가 정상 상태로 운전중일 경우는 운전 정지 직후에 시료 채취

  3) Drain 배관에서 채취할 경우 초기 배출 시료는 버리고 중간부터 채취

  4)시료 채취시 운전상태 등 분석 결과 판정의 배경이 되는 정보 조사

  5) Check 항목

나. 윤활유에 대하여

1) 오일명 (Maker, 점도 Grade)

2) 시료 채취일

3) 시료 채취 장소

4) 오일 충진량

5) 오일 보충량

6) 오일 사용 시간

7) 통상 교환 주기

다. 압축기 표시

1) 압축기명 (Maker, 형식, 출력)

2) 적정사용 온도 (토출온도, 냉각기 출구 온도)

3) Overhaul 및 오일 계통 청소 실시 계획

4) 가동 시간 (Hr/Day)

5)  Drain 빈도 및 방법

6)  Autocleanfilter 작동상태

라. 토출 공기 온도 Check

  온도가 상승하면 카본 생성이 증가하므로 160℃이하로 유지한다.

    (170℃이상이면 카본 생성량이 급증)

마. 냉각수의 Check

   1) 적정 유량 필요

   2) 냉각수량 과다 : 수분이 응결되어 실린더내로 유입 → 마모 촉진

   3) 냉각수량 부족 ; 수부 현상이나 카본 생성 유발

바. 외부 윤활유의 적시 교환

  Crankcase 오일의 장기 사용시 금속 마모분이나 오염물 등에 의해 열화 진행

사. 습식 Air filter 오일의 적시 교환

  1) 오염된 외부 공기가 혼입되면 실린더와 Intercooler등의 오염을 촉진시키므   로 Air filter를 청결히 유지

  2) 흡입 공기와 함께 Air filter오일이 실린더 내에 흡인되어 카본 생성의 원인이 되므로 Element의 청소와 함께 오일의 적시 교환이 필요함

     (교환 주기; 통상 500hr, 오염된 환경에서 250hr)

아. 일상관리 실시와 우수한 왕복동식 압축기 전용유를 사용하여도 카본의 발생을 완전히 방지하는 것은 불가능하므로 Maker에서 지시한 대로 흡입/토출밸브, 냉각기, 기타 부품들의 정기적인 점검 및 청소가 필요함.

2.3.4. Oil의교환

사용유의 열화는 Oil의 특성을 변화시켜 윤활성 등에 치명적이며, 열화성분의 잔류는 신유의 열화를 촉진하므로 정기적으로 조기교환이 필요하다. 특히, Rotary Screw 압축기는 오일교환에 주의를 기울이더라도 구조상 5~20%정도의 오일이 System내에 잔류하기 쉬우므로 이를 고려하여야 한다.

가. 일반적인 오일 교환 주기

  1) 대형 압축기 ; 1년 또는 6000시간

  2) 소형 압축기 ; 3000시간

나.   압축기종마다차이가나므로 Maker 취급설명서참조

  다. 오일 교환시 주의 사항

  1) 교환 기준에 도달하기 전에 오일을 교환한다.

  2) 오일 Cooler, 오일 Separator 청소를 철저히 한다.

  3) 오일 교환시 Flushing : 사용유 배출후 Flushing 오일로 충진하고 3~4시간  

     운전후 배출하는 작업을 반복하여 4회 정도 실시하여야 효과가 크다.

  4) 오일열화가심한상태에서오일교환시 Overhaul후신유를주입하고초기

     24시간 가동 후 오일 점검이 필요하다.

2.3.5. Carbon 및 Sludge

 가. 압축기에서 Carbon 및 Sludge 생성 과정

나. Carbon 및 Sludge가 압축기에 미치는 영향

1) 윤활 방해 → 마모 증대 및 온도 상승 → 동력비 증가

2) 밸브 작동 이상 → 재압축 현상 → 압축효율 저하

3) 밸브 막힘 → 정비 횟수 및 교환 비용 증가

4) 밀봉 작용 불량 → 압축 효율 저하, 동력비 증가, 이물질 혼합

5) 오일 필터 막힘 → 오일 청정성 불량 → 부품 교체 비용 증가

6)       Separate 작동 불량 → 유수 분리 불량 → 오일 청정성 불량 → 오일 소모

         량 증가 및 Separator 수명 단축

7) 베어링부 마모 증대 → 부품 교체 비용 증가

2.3.6. 운전전 점검

가.    압력 스위치를 위한 파이로트 에어라인(6mm) 또는 UNLOADING기구는 탱

    크 및 NON-RETURN VALVE 뒤에 설치한다.

  나. 회전 방향(잠시 ON )을 점검 한다.

  다. STOP VALVE 및 압축관을 Open한다.

  라.  SEPERATOR의 응축수관 및 탱크는 잠근다.

  마. 탱크의 ISOLATING VALVE를 개방한다.

  바.  수냉식의 경우 입.출구의 배관을 개방한다.

  사. 급수온도 밸브는 개방한다. (DANFOS, AVTA TYPE  SETTING 1)

2.3.7        시 동

  가. MAIN SWITCH ON

  나. CONTROL SWITCH ON

  다. 압축기 가동. UNLOADING VALVE 막힘. 수냉식은 냉각수 SOL VALVE OPEN

  라. 압력계 점검 : FOR WARMED UP MACHINE : 0.5  BAR 50 1 BAR

                   FOR A MACHINE STARTING UP FROM COLD MAX. 1.5 BAR

  *  수냉식

    ㅇ 출구측 흐름 점검

    ㅇ  압력이 CUT-OFF PRESSURE 아래에서 남아 있도록 탱크의 ISOLATING

        VALVE 잠근다.

     ㅇ 냉각수 출구 온도가 다음과 같도록 온도 밸브 조정한다.

     ㅇ 40℃; FERSH WATER COOLING FLOW

     ㅇ 40℃-50℃; CLOSED COOLIN WATER CIRCUIT

     ㅇ 50℃; CO2 압축

     ㅇINTERCOOLER가설치되었을경우 2단의흡입온도가 45℃이하가되도록

        냉각수 밸브 조정한다.

     ㅇAFTERCOOLER출구온도가냉각수온도보다 5-20℃되도록냉각수밸브

        조정한다.

     ㅇ 탱크의 ISOLATING VALVE를 완전히 잠근다.  최종압력에 도달하면 압축

        기는 정지하고 UNLOADING VALVE 열린다.

     ㅇ 게속 운전의 경우 압축기는 UNLOADING상태에서 게속 운전한다. 냉각수

        를 위한 SOL VALVE는 운전중에는 개방되고 정지한 경우는 잠긴다.

     ㅇ 탱크의 ISOLATING VALVE는 재 개방 한다.

     ㅇ압력이 CUT-IN PRESSURE이하로되면압축기는다시가동되고

        LOADING된다.

     ㅇ 필요하면 압력은 SETTING 할수 있다.

  * 서리 지역에서의 운전시 사항 고려.

ㅇ윤활 : OIL LUBRICATING 압축기는 실내 온도에 따라 오일 점도를 조정한다.

ㅇ응축 : 언 응축수에 의해 심한 손상을 가져 올수 있다.

ㅇ응축수가 발생될수 있는곳 :  쿨러, SEPERATOR, FLOAT TRAP, FILTER, DRYER, 흡/토출 배관,  탱크. 이들부품은 빙점이하로 떨어 지는 것을 피하도록 한다.   필요하면 히팅을 한다.

2.3.8 유지관리

  가.  유지보수

  1)  최초 설비 50시간 후에 주유표에 따라 오일 교환

  2)  실린더 헤드, 밸브헤드, 압축연결구 다시 죈다.

  3)  수냉식의 경우 냉각수 흡입관 스트레이너 청소

  4)  V-BELT 장력 점검

  5)  최초 500시간후 주유표에 따라 오일 교환

  나.  정기 점검

  1) 주간점검

   ㅇ 오일 레벨 점검 오일 레벨 글라스에서 보아 1/2-1/4

   ㅇ 압력 점검 최초 가동시 1 기압이 넘을수 있다.

   ㅇ수냉식은냉각수출구온도 40℃, CIRCUIT COOLING 40-50℃

  리시버와 SEPERATOR의 DRAIN VALVE를 압력하에 잠깐 개방 한다.

 2)  FLOAT TRAP 점검방법

  HAND DRAIN VALVE를 열고 응축수를 확인한다.드레인 되지 않을 경우 분해하여 청소 한다.

 3) 연간점검

 ㅇ  오일 교환

 ㅇ V-BELT점검

 ㅇ  필요 점검

 ㅇ INTAKE FILTER : 더러우면 청소 및 교환

 ㅇ PISTON RING : 마모 되거나 성능이 떨어지면 교환

 ㅇ 가스 씰 링 &  SCRAPER COLLAR : 가스가 세면 교환

 ㅇ OIL SEAL IN SCRAPER COLLAR : LANTERN 에서 오일이 세면 교환 (PUSH IN CAP을 열어본다)

 ㅇ 압축기 밸브 : 필요시 교환

2.3.9. Operation faults (오작동)

1)압력강하

 a)  Intake filter오염   : Filter insert청소하고 필요시 교환

b)  배관 셈 : 비눗물로 누설는 부위 찻는다.

c)  압축기 밸브 누설 : 밸브 제거후 점검하고 청소

d)  밸브 가스킷 누설  : 가스킷 교환

e)   Valve cover gaskets (O-RING)셈 : (TEL80,TEW80,TEW90,TEW110,

    TZL40,  TZW40/50/60/70) : O-RING교환

f)    UNLOADERFORK 가붙음 :  제거후자유로이움직이나확인후실리콘

         윤활유 바름

g)        피스톤 링 마모 : 교환

h)        압축기 부하 운전시 silencer로부터 에어 발생  

2)     오일 압력이 낮다  

a)        크랭크 케이스에 너무 적은 오일 : 채운다.

b)        오일 이 너무 묽다. : 적당한 오일로 교환

c)        Oil sieve가 막힘 : 청결히 한다

d)        Increased bearing play : Screw조절하여 압력 증가

3)     압축기가 너무 뜨겁다,(OUTLET온도)

a)        압력측 밸브가 셈 : 밸브를 제거후 점검및 교환

b)        피스톤링 마모 : 교환

     * 공냉식의 경우

c)        Fan belt 미끄럼및 하자 : 장력 조절및 벨트 교환

d)        Protective grille 오염 : 청결히 한다

      * 수냉식의 경우

e)        냉각수 흡입관 스트레이너 막힘 : 청소

f)         냉각수 콘트롤 밸브가 잘못 조절됨 : 밸브 점검

g)        냉각수 흡입관 압력이 너무 낮다 : 압력을 1.5bar-2bar로 조절

h)        냉각수 인입온도가 너무 높다 : 온도를 낮추고 양을 증가한다.j압축기 냉각기 분리 체결

i)         압축기의 냉각chamber를 채운다 : 분리하여 청소

         2단 수냉식 --)냉각회로도 참조할것 8/3, 인터쿨러 온도가 너무 높다)

     j)  By-pass배관 스로틀 밸브 막힘 : 보어 청소

  4)  After-cooler  Separator 안전 밸브에서 Air 누설

a)        압력스위치와 리시버 사이의 배관이 떨어졌는지 : 연결부위 점검

b)        압력 스위치 압력을 너무 높게 하였는지 : 압력치를 낮춘다

c)        압축기와 리시버 토출구 배관선 막힘 : delivery line 개방

d)        Non return valve 막힘 및 오작동 : 점검

5)     인터쿨러 안전밸브 누설 (2단 압축기) :  2단 흡입밸브 풀러서 청소

  6) 압축기 정지 및 무부하시 싸이렌서 Air 누설 :  Non return valve청소

  7) 압축기가 압력하에서 운전시 사일렌서에서 공기 셈

a)        Unloading valve 셈 (2 way sol valve or pneumatic valve vt22.) : 밸브 분리하여 점검. 밸브 피스톤이 자유로운가 점검- 가스킷 교환

b)        3 way sol valve (pilot valve for vt22.)에 작동 않음 : 전기 연결 점검

c)        3 way sol valve 누설 : 분리 청소 및 교환

8)     압력스위치누설 : 공기가케이스로부터세거나압력계의고무다이아프렘이센다

    9) 모터가 가동되지 않는다

   10) 압축기 시동이 안된다/어렴다

a)        Unloader작동 점검 :

b)        Non return valve 셈 : 제거후 점검및 청소

11)   과 부하로 과부하 릴레이 반응

a)        과도한 압력으로 운전, 토출관 막힘, 압력스위치 너무높게 세팅, 흡입관 압력너무 높다(부스터 압축기) ;압축조건 점검

b)        전압이 너무 낮다 : 모터및 스위치류 점검

c)        베어링 달라붙다. 과도한 온도로 피스톤링 엉킴, 압축기가 손으로 어렵게 돈다 : 부품 점검하여 교환

12)   압축기 불규칙으로 운전

a)        V-belt 풀림 : 장력조절

2.3.10.  일반적인 주의 사항(Dry-cylinder 압축기)

   작업자는 보통 밸브, 피스톤링, 오일 및 가스 씰 글렌드등 을 점검하고 교환한다.

   교환전에는 압축기를 정지 하였는지, 스위치등을 OFF하여야 한다.

   스페어 가스킷은 확보하여야 하며 가스킷 및 O-RING은 분해시 쉽게 손상을 입고, 장시간 사용시 흠이 생긴다.

   압축기  씰 글렌드 분해시는 특수공구가 필요하다. (파이프, 볼트(외경 35..44.5 mm) 등)  그리고   씰 글렌드 뭉치는 특수 부싱으로 조립된다

       스크류 연결은 언제나 dynamometric key에 의하여 체결한다.

가.   씰 글렌드 패킹 교환

    압축기 상부 분해하여야 하므로 흡토출관을 분해하고, 실린더 커버를 풀고 피스톤을 제거한다. 랜턴으로 부터  커버를 풀고, leak gas connection을 풀고 실린더를 제거하여 피스톤로드에서 가스씰 글렌드를 끌어낸다. 랜턴을 제거하고 oil seal gland를 풀러낸다.

    Oil seal gland에 Scraper 는 circlip이 제거되면 교환할수 있다. 조립시 2개의 컵스프링이 적절히 위치하나 확인하여  Gas seal gland는 Circlip 이 제거되면 분리된다. Chamber로 부터 쉽게 분리하기 위하여 공구를  사용한다.

    Gland assy가 조립되기전 압축실린더 및 피스톤로드에 흠이 있는지 확인

   실린더의 작은 흠은 Honing하여 없셀수 있으나, 피스톤로드의 흠은 할수 없으므로 교환 한다.

   실린더 운전 면 과 피스톤 로드는 조립시 손상이 가지 않도록 주의 한다.

   마찬가지로 Scraper Collar의 씰링 Lip과 분할 링은 손상이 가지 않도록 주의 한다.

   ㅇ 조 립

   부품은 분해의 역순으로 한다. 피스톤 로드위에 글렌드 Assy가 에 정확히 조립하도록 원추형의 부싱 No.0213.006 이 사용된다.  피스톤너트를 잠그기 위해서 “피스톤링 교환” 설명을 따라야 한다.

  나. 피스톤 링 교환

   분해 수냉식 압축기에 대해서, 실린더 헤드가 완전히 비울때 까지 냉각수를 드레인 한다.  실린더 헤드의 배관을 분해 한다.

   실린더 헤드와 밸브를 분해 한다.  피스톤을 상부에 오도록 플라이 휠을 회전 한다.

   피스톤 카바를 분해한다.  스프링 스톱너트를 피스톤 핀에서 제거하고 피스톤을 분리한다. 마모된 피스톤링을 제거하고 가이드링을 제거 한다.

   ㅇ 조 립

   새 피스톤링과 가이드링을 펴서 피스톤에 미끄러지게 넣고 실린더면과 라이너가 흠이 있나 확인 한다. 링을 압착하며 피스톤을 삽입하고 Dynamometric Key로 스프링 스톱너트를 잠그고, 피스톤 카바를 잠그고 실린더헤드 가스킷을 점검한후 필요시 교환하고 실린더 헤드를 설치하고 배관을 한다.

다.  피스톤/ 가이드링 점검

    피스톤/ 가이드링의 수명은 작업조건( 압력, 온도, 가스, 속도) 에 따라 다르다.

    수명을 파악하기 위하여 최초 2000시간후 점검한후  정비주기를 결정 한다.

    가이드링은 대개 피스톤링 과 함께 교환 한다.

라. Safety Valve 점검

    안전 예방 규칙에 따라 안전 밸브의 효율은 운전중 밸브 스핀들들을 올려 시험 한다.    즉, 부식 먼지등 작업 조건에 따라 운전자가 결정 한다.   유독가스로 인하여 인명과 주변에 피해를 줄수 있으므로 가스배출 파이프를 사용하고 모든 배관과 부품은 완벽한가를 점검 한다.

    가스킷 표면의 먼지로 안전 밸브가 미세하게 세면 밸브 스핀들을 풀러 제거 하고 표면에 손상이 있으면 교환 한다.

 마. 압력 스위치 MDR5

    디자인 및 작동 : 고무 다이아 프렘이 베이스 플레이트와 스위치 사이에 위치하여 리시버의 압축공기에 의하여 아래에 스프링에 의해 위에서 압축된다. 다이아프렘의 움직임이 스위치 Flap으로 전달하여 전기접점을 조정된 압축력으로 하압 상압에서 연결 또는 개방 된다.

  ㅇ 스위치 압력의 조절

공기 89

공기 : 질소 80%, 산소 20%

표준상태 : 20℃, 절대압760mmHg, 상대습도 65%

가스정수 : 29.27

40도에서 1 m3 당 50 g 의 수증기 포함

Nm3 /hr =  273 PV

        T 1.033

압축기 8BAR 저압, 10-20 중압, 그 이상 고압주로 5-6 BAR사용한다, 배관 압력 강하등 고려 20%정도 여유 준다.

압축기 설치장소 : 방음 장치 된곳,  공기는 찬곳, 먼지 없는 곳 (흡입온도 10도 상승하면 3%정도 압축기 효율저하)

배관 크기 : PIPE선정도표 참조.

대기압 노점 -17℃ 이하 : 도장,  전자 부품청정, 약품,식품

대기압 노점 -30℃ 이하 :전자부품 건조, 약품저장가스,

냉각기 압축공기를 냉각하여 압축공기의 수분을 응축하여 제거하는 열교환기이다.

압축기에서 나온 100℃를 40도로 낮추어 수중기의 70%를 제거.

AFTERCOOLER 수냉식 : 고온 다습 먼지 많은 악조건에서 사용. 냉각 효율이 높고 공기 소비량이 많을때. (30KW이상시) 냉각수온도 입출구차가 10도 이하가 되도록 한다.

공냉식 : 냉각 누설비가 필요없고, 단수 동결의 염려 없고, 보수도 용이하여 유지비 적다.

MAIN LINE  FILTER : 1차측과 2차측의 압력차 1 KG/CM2 에 도달하면 ELEMENT 교환.

TANK SIZING : Q 1.033 T

              n 293 △P  (n=방출횟수, 293=흡입온도 20+273, T=RECEIVER 온도)

ex) 20,000 rpm, △P=1,  20번/시간,  20,000 x 1.033 x 308 = 15.9 m3, 0.33 x 293 x 1           (0.33=20/60)

ㅇ 표준상태(0℃, 1 기압)에서 기체 밀도 = 분자량/22.4 (g/l) 20℃ 750mmHg에서 공기 밀도= (공기 분자량은 29)

V2 = V1 x T2 x P1/ V1 x T1 x P2 = 22.4 x 293 x 760/273 x 750 = 24.36l,   29/24.36 = 1.19g/l

ㅇ 펌프 축 동력 (KW) = QHγ /102 x 60  Q = m3/min, H = 양정[m], 감마 = 액 비중(Kg/m3)

ㅇ 압축기 동력(KW) = P x 10000 x V/102 X 60      P=Kg/cm2   V=m3/min.

24m3 탱크 16.74Kg/cm2.g 기밀시험을 한다.  

 ㅇ 600l/min 압축기로 몇 시간?

표준상태로 하면 24(16.74+1.033)/1.033=412.9m3

 ㅇ 필요 공기량 = 412.9-24=388.9m3           388.9/0.6 x 60=11hr

ㅇ 펌프 6000l/min, H=45m, 효율80% 필요동력?

             :   1000x 6 x45/0.8x 102x 60=55KW

 ㅇLP GAS

              프로판 (C3H8)   부탄(C4H10)     프로필렌(C3H6)   부티렌(C4H8)

분자량          44               58              42               56           (0℃, 1기압)

비점            -42.1℃           -0.5            -47.7             -6.26

비중(공기=1)     1.5 (44/29)        2               1.4               1.9

비중(물=1)       0.509(0.5282)    0.582(0.6011)                                    (상온) 나머지는 0도

C3H8가 기화하면 250배 부피 된다. 509 x 22.4l/44g=250l

1.1 Compressor 모델별 주유량

TEL50, TZL10-----------------------------------0.75리터

TEL60,TZL20,TZL30--------------------------2.75

TEL70,TEW70-----------------------------------2.25

TEL80,TEW80,TZL40,TEW40,TZW50----5.25

TEW90,TEW110,TZW60,TZW70-----------7.00