산업용 윤활유의 종류

1. 산업용 윤활유란?

윤활제는 표면 사이에 상대적인 움직임이 있는 표면에 적용되는 물질로 표면 사이의 마찰과 마모를 줄입니다.

그러나 윤활유는 이러한 주요 기능 외에 다른 기능도 가지고 있습니다. 

 

윤활제의 기능은 다음과 같습니다. 

• 밀봉제
• 열전달제
• 부식 방지제
• 기계 시스템 오염 물질을 포획하고 배출하기 위한 에이전트

 

 

 

윤활유는 액체, 반고체, 건식 및 가스 윤활유 등 다양한 형태로 찾을 수 있습니다. 가장 일반적인 윤활유는 오일과 가스입니다. 기계 시스템은 윤활유에 의한 마찰 및 마모 감소와 2차 기능 사이의 균형을 고려해야 하며  최적의 성능을 향상시키기 위해 따라야 할 중요한 제조업체의 권장 사항이 있습니다.

 

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2.  산업용 윤활유의 종류

다양한 윤활제가 있으며 가장 일반적인 윤활제는 액체, 고체 및 그리스 윤활제입니다.

 

1) 그리스

산업용 그리스는 증점제와 결합된 액체 윤활제로 구성됩니다. 이 증점제는 일반적으로 점착성 및 내식성과 같은 다른 특성에 도움이 되는 첨가제와 결합된 비누입니다. 그리스는 일반적으로 200에서 500°F 사이의 온도 적점에서 액화되나 증점제에 따라 더 높을 수도 있습니다. 예를 들어, 걸쭉한 석회나 칼슘 비누인 그리스는 적점이 낮은 반면 점토가 두꺼워진 그리스는 더 높은 온도에서 액화됩니다.

 

NLGI(National Lubricating Grease Institute)에 따르면 그리스 일관성은 반유체(예: 000)에서 매우 단단함(예: 5) 및 블록 유형(예: 6)까지 평가됩니다. 이는 주어진 시간과 온도에서 표준 물체를 그리스에 떨어뜨리는 작업 상태에서 수행된 재료 침투 테스트를 기반으로 합니다. 예를 들어, 그리스 윤활 베어링에는 NLGI 2 등급이 있습니다.

 

 

 

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산업용 그리스의 중요한 장점은 오일에 비해 도달하기 어렵거나 담기 어려운 표면을 윤활할 수 있다는 것입니다. 산업용 그리스의 경우 오일 점도는 일관성 등급과 동일하지 않습니다. 따라서 등급은 기본 윤활제의 점도에 의해 정의됩니다. 결과적으로 그리스는 성능 특성은 다르지만 동일한 NLGI 등급을 가질 수 있습니다. 

 

산업용 그리스는 또한 심각한 하중, 충격 하중, 빈번한 정지/시작 및 정적 하중으로 인한 정밀 표면 손상으로부터 보호하기 위해 EP 에이전트를 사용하여 수정할 수 있습니다. 그러나 EP 제제는 특히 극한의 온도에서 베어링 표면이 마모되기 쉬우므로 필요할 때만 권장해야 합니다.

 

 

산업용 그리스 유형

산업 전반에 걸쳐 적용되는 산업용 그리스의 유형은 다음과 같습니다.

• 변성 벤토나이트 점토: 이것은 고온 노출이 예상되는 환경에 적용됩니다. 최대 온도가 250-325°F인 부드러운 그리스입니다. 또한 500°F의 적점과 매우 우수한 내수성을 가지고 있습니다. 고온에서 베어링 씰에 사용할 수 있는 씰을 만드는 능력으로 인해 주로 오븐에 사용됩니다.
• 알루미늄 복합물: 이것은 고온 노출이 예상되는 환경에 적용됩니다. 최대 온도는 250에서 325°F 사이입니다. 또한 500°F의 적점을 가지며 주로 식품 기계에 적용됩니다.
• 리튬 12 하이드록시 스테아레이트: 이것은 주로 베어링 응용 분야에 적용됩니다. 부드러운 질감, 내수성, 최대 온도 범위 250-325°F, 적점 380°F를 가지고 있습니다. 수명이 길고 펌핑이 가능합니다.
• 리튬 복합체: 이것은 우수한 내수성, 부드러운 질감, 250-325°F 범위의 최대 온도 및 500°F의 적점을 가지고 있습니다. 범용 그리스를 많이 사용하는 리튬 12의 개선으로 간주될 수 있습니다.
• 탈로베이트 나트륨: 이것은 주로 느리고 오래될 수 있는 휠 베어링에 사용됩니다. 섬유질 질감, 내수성이 좋지 않음, 최대 온도 250°F, 적점 390°F를 가지고 있습니다. 그러나 녹 방지 특성이 있고 저렴합니다.
• 칼슘 12 하이드록시 스테아레이트: 이것은 우수한 내수성, 최대 온도 250°F, 적점 290°F의 부드러운 그리스를 가지고 있습니다.
• 폴리우레아: 이것은 방수, 250-325°F 범위의 최대 온도, 460°F의 적점을 가진 부드러운 그리스입니다. 주로 식품 기계에 적용됩니다.

 

 

 

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2) 액체 윤활유

액체 윤활유는 주로 합성 및 석유 유체에서 생산되며 석유 기반 오일은 석유 가용성이 풍부하기 때문에 경제적입니다. 합성 오일은 더 비싸지만 일부 응용 분야에서는 성능 향상의 이점이 비용보다 큽니다.

 

액체 윤활제의 특성 중 지배적인 요소는 점도이며  동적 점도와 절대 점도의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 일반적인 측정 단위는 lb-sec/ft2입니다. 점도는 유체의 움직이는 부분과 정지된 부분 사이의 속도 구배로 정의되고 동점도는 동적 점도를 윤활유 밀도로 나눈 값입니다. 동점도는 SSU(Saybolt Seconds Universal)로 표현할 수 있습니다.

 

SSU는 모세관 점도계를 통해 뉴턴 유동 조건에서 작동한 후 윤활유에 할당되는 번호입니다. 센티푸아즈는 cgs 시스템에서 사용되는 동적 속도의 표준 단위입니다. 그러나 점도는 전단, 온도 및 고압의 영향을 받을 수 있습니다.

 

 

 

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온도 변화에 따른 윤활유의 점도 변화는 0에서 100 사이의 숫자가 할당된 점도 지수(VI)로 측정할 수 있습니다. 숫자가 높을수록 온도 변화에 따른 점도 변화가 적습니다.

 

유동점은 윤활유(또는 오일)가 흐를 수 있는 온도입니다. 이것은 중력 윤활기 또는 냉간 시동 엔진에서 중요한 고려 사항입니다. 유동점을 낮출 수 있는 유동점 저하제가 있습니다. 반면에, 제형의 왁스가 눈에 띄게 분리되기 시작하는 온도는 운점입니다. 이것은 대부분 응고 온도보다 높으며 왁스가 필터를 막을 수 있으므로 중요합니다.

 

윤활유의 다른 특성은 다음과 같습니다.

• 인화점
• 발화 지점
• 하이포이드 기어링과 같은 극한 압력 상황에서 고압을 견딜 수 있는 기능
• 크랭크케이스 및 터빈과 같은 고속 회전 응용 분야에서 거품에 대한 민감성

 

연장 압력(EP) 윤활유는 고하중 기어의 금속 간 접촉 마모를 방지하기 위해 특별히 제조되었습니다. 그러나 이 높은 압력은 압력이 극심해지면 점도가 증가함에 따라 점도에 영향을 미칩니다. 따라서 고부하 기계는 주로 상대적으로 점도가 낮은 유체를 사용하도록 권장하도록 설계되었으며, 이는 저압 응용 분야에 반드시 적합하지 않을 수 있습니다.

 

 

 

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합성 오일은 주로 VI 또는 열 안정성을 높이는 데 사용되며 일반적으로 유동점과 같은 다른 특성을 희생하여 발생합니다. 합성 윤활유는 광물 기반 윤활제보다 훨씬 비쌉니다. 따라서 산업 환경에서만 사용되며, 이 경우 성능 향상이 추가 비용보다 큽니다. 이러한 산업 환경의 예로는 기기 및 열 전달 시스템이 있습니다.

 

합성 물질을 만들기 위해 다양한 유체를 사용할 수 있으며, 이들은 내화성 유압 유체용 인산염 에스테르, 브레이크 액용 폴리글리콜, 플라스틱 및 고무에 사용되는 실리콘 등이 될 수 있습니다. 엔진에 사용되는 것과 같은 오일은 윤활 외에도 냉각, 부식 방지, 밀봉 등과 같은 다른 기능을 가질 수 있습니다. 제조업체는 이러한 제품을 VI 향상제, 세제, 유동점 압하제, EP 강화제 등을 포함한 다양한 첨가제와 혼합하여 다양한 용도로 사용합니다.

 

3) 고체 윤활유

고체 윤활제유는 건식 필름 윤활제라고도 하며 천연 흑연, 합성 또는 이황화 몰리브덴을 바인더와 혼합하거나 슬라이딩 표면에 적용합니다. 고체 윤활제는 압력 또는 극한의 온도로 인해 액체 윤활유가 실용적이지 않은 응용 분야에서 널리 사용됩니다.

 

예를 들어, 이황화 몰리브덴은 고진공 환경에서 선호되는 옵션이며 상기 조건에서 윤활제 역할을 하기 위해 수증기가 필요한 흑연과 반대입니다. 이황화 몰리브덴과 흑연은 분자의 마찰 계수가 낮은 판과 같은 층류 구조를 가지고 있습니다. 따라서 판 사이의 구조가 상대적으로 약합니다.

 

 

 

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폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)은 윤활제로서 이황화 몰리브덴 및 흑연과 같은 층상 구조를 갖지 않습니다. 따라서 첨가제 그리스, 오일 및 기타 윤활제로 사용됩니다. 또한 다양한 기계 부품에서 PTFE를 마찰 방지 필름 또는 코팅으로 사용할 수 있으며 알루미늄과 결합하여 하드 코팅 아노다이징을 제공할 수 있습니다.

 

또한 고체 윤활제는 무기 및 유기 바인더와 혼합하거나 결합되지 않은 과립 또는 분말로 적용하여 표면에 경화 가능한 코팅을 제공할 수 있습니다. 압축 피팅은 이황화 몰리브덴을 증기 증착하여 고착 방지제 역할을 할 수 있습니다.