유압 실린더는 기계가 차가울 때는 정상적으로 작동할 수 있지만, 장비가 일정 시간 동안 가동된 후 누출이 발생할 수 있습니다.
피스톤 로드 씰 주위에 오일이 나타나기 시작할 수 있으며, 실린더 힘이 감소하거나 시스템이 차가운 작동 중과 같은 방식으로 압력을 유지하지 못할 수도 있습니다. 이는 여름철이나 지속적인 중부하 조건에서 작동하는 유압 장비의 일반적인 문제입니다.
고온의 오일이 누출의 유일한 원인은 아닙니다. 많은 경우, 열은 단순히 기존 문제를 더 눈에 띄게 만듭니다. 예를 들어 마모된 씰, 과도한 내부 간극, 부적합한 유압유, 손상된 피스톤 로드, 측면 하중 또는 비정상적인 압력 변동이 있습니다.
문제를 올바르게 해결하려면 누출이 외부인지 내부인지 확인하고 유압유 온도가 계속 상승하는 이유를 파악해야 합니다.
유압유는 온도가 상승함에 따라 점도가 낮아집니다.
유압유 점도는 오일 온도가 상승함에 따라 감소합니다.
오일이 더 얇아지면, 피스톤 씰, 로드 씰, 가이드 구성 요소 및 유압 밸브 주변의 작은 간극을 더 쉽게 통과할 수 있습니다.
차가운 작동 중에는 고점도 오일이 일시적으로 경미한 씰 마모나 과도한 구성 요소 간극을 보완할 수 있습니다. 시스템이 따뜻해짐에 따라 오일은 흐름에 대한 저항이 줄어들고 기존 누출 경로가 더 중요해집니다.
다음과 같은 결과가 발생할 수 있습니다:
- 피스톤 로드 주위의 오일 스며듦
- 감소된 실린더 힘
- 실린더 속도의 변화
- 짧은 압력 유지 시간
- 내부 누출 증가
이러한 이유로, 뜨거울 때만 새는 실린더는 반드시 새로운 문제가 있는 것은 아닙니다. 열은 단순히 이미 존재했던 마모나 손상을 드러낼 수 있습니다.
고온은 씰의 경도와 탄력성을 변화시킵니다.
유압 실린더는 일반적으로 폴리우레탄, 질화고무, 불화탄소 고무, PTFE 또는 기타 엔지니어링 소재로 만들어진 씰을 사용합니다.
각 소재는 다른 온도 한계, 경도 특성 및 유압유와의 호환성을 가집니다.
적절한 작동 범위를 초과하는 온도에 노출되면, 씰이 부드러워지거나 팽창, 경화, 수축 또는 탄성을 잃을 수 있습니다.
씰이 너무 부드러워지면, 씰 립이 피스톤 로드 또는 실린더 보어와 안정적인 접촉을 유지하지 못할 수 있습니다. 고압에서는 씰 소재가 구성 요소 사이의 여유 공간으로 강제로 들어가서 압출, 절단, 찢어짐 또는 영구적인 변형을 일으킬 수 있습니다.
고온에 장기간 노출되면 압축 편차가 발생할 수 있습니다. 이러한 일이 발생하면, 오일 온도가 정상으로 돌아온 후에도 씰이 원래 형태를 회복하지 못할 수 있으므로 누수가 계속됩니다.
열 팽창은 씰 간극을 변화시킵니다.
실린더 튜브, 피스톤, 피스톤 로드, 가이드 부싱, 실린더 헤드, 씰 및 마모 링은 모두 온도 변화에 반응합니다.
이러한 구성 요소는 서로 다른 소재, 치수 및 구조를 사용할 수 있기 때문에 항상 같은 비율로 팽창하지는 않습니다.
온도 변화는 다음 사이의 실제 여유 공간을 변경할 수 있습니다:
- 피스톤과 실린더 보어
- 피스톤 로드와 가이드 부싱
- 씰과 그 홈
- 마모 링과 지지면
여유 공간이 커지면 유압유가 씰링 부위를 더 쉽게 통과할 수 있습니다.
국부적인 여유 공간이 너무 작아지면 마찰이 증가할 수 있습니다. 이는 씰 립 주위에 추가적인 열을 발생시키고 씰의 마모를 가속화할 수 있습니다.
고온 누수는 따라서 씰 소재 문제뿐만 아니라 실린더 공차, 가이드 설계, 마모 링 상태 및 씰 홈 치수와도 관련이 있을 수 있습니다.
마모된 씰은 뜨거운 오일로 인해 더 쉽게 누출됩니다.
씰 립은 정상 작동 동안 점차 마모됩니다.
마모가 증가함에 따라 씰 접촉 압력이 감소합니다. 오일이 차갑고 상대적으로 두꺼울 때는 경미한 마모가 눈에 띄는 누수를 유발하지 않을 수 있습니다.
기름이 뜨겁고 묽어지면 마모된 밀봉면을 더 쉽게 통과할 수 있습니다. 따라서 작은 냉간 상태의 누수 문제는 지속적인 작동 중에 눈에 띄는 누수로 발전할 수 있습니다.
밀봉에 이미 균열, 절단, 경화된 부분, 누락된 모서리 또는 영구 변형이 있는 경우, 단순히 기름 온도를 낮추는 것으로는 문제를 완전히 해결할 수 없습니다.
밀봉은 점검 및 교체해야 하며, 조기 손상의 원인도 파악해야 합니다.
피스톤 로드 손상은 고온 상태의 누출을 증가시킵니다.
피스톤 로드는 로드 밀봉과 지속적으로 접촉하므로 그 표면 상태가 외부 누수에 직접적인 영향을 미칩니다.
스크래치, 부식, 피팅, 크롬 도금 균열, 움푹 패인 부분 또는 잘못된 표면 거칠기는 로드 밀봉이 안정적인 기름 필름을 유지하는 것을 방해할 수 있습니다.
기름이 더 뜨겁고 묽어지면 스크래치나 표면 결함을 따라 더 쉽게 이동하여 로드 밀봉을 지나 도망칠 수 있습니다.
로드 측면 하중, 휘어짐 또는 잘못된 실린더 정렬은 밀봉의 한 쪽이 다른 쪽보다 더 빨리 마모되도록 할 수 있습니다. 높은 온도는 이 마모 과정을 더욱 가속화합니다.
로드 밀봉을 교체할 때 피스톤 로드 표면, 가이드 간격, 실린더 정렬, 고정 핀 및 부싱도 점검해야 합니다. 그렇지 않으면 새 밀봉이 짧은 작동 시간 후에 다시 누수되기 시작할 수 있습니다.
압력 변동은 씰 스트레스를 증가시킵니다.
지속적인 작동 중에 빠른 연장 및 수축, 빈번한 방향 변화, 하중 충격 및 리턴 라인 백 압력은 실린더 내부에 압력 변동을 초래할 수 있습니다.
높은 기름 온도와 압력 스파이크가 동시에 발생할 때 물질이 부드러워지면 밀봉이 변형되거나 압출될 가능성이 더 높아집니다.
위험이 커지는 경우는 다음과 같습니다:
- 밀봉-그루브 간격이 너무 큼
- 마모 링 또는 가이드 부품이 마모됨
- 리턴 백 압력이 과도함
- 안전 밸브가 잘못 조정됨
- 시스템이 비정상적인 피크 압력을 경험함
일부 실린더는 안정된 압력에서 지속적으로 누수되지 않습니다. 대신, 시작, 방향 변화, 갑작스러운 정지 또는 빠른 하중 변화 중에 누수가 더 뚜렷해집니다.
이 경우 유압 회로 및 압력 조건을 실린더 밀봉과 함께 점검해야 합니다.
산화되거나 오염된 오일은 씰링 표면을 손상시킵니다.
유압유는 고온에서 지속적으로 작동할 때 더 빨리 산화됩니다.
열화된 기름은 슬러지, 바니시, 탄소와 유사한 침전물 또는 기타 오염물질을 형성할 수 있습니다. 이러한 물질은 밀봉 립, 로드 표면, 밀봉 그루브 및 유압 통로 주변에 축적될 수 있습니다.
금속 입자, 먼지 및 기타 단단한 오염물은 연마제로 작용할 수 있으며, 씰과 금속 표면 모두를 긁힐 수 있습니다.
물리적 시스템에 물이 유입되면, 높은 온도가 오일 유화 및 내부 부식을 촉진할 수 있습니다. 부식된 피스톤 로드와 실린더 보어는 새로운 씰을 반복적으로 손상시켜 누수를 초래할 수 있습니다.
따라서 씰 교체는 오일 상태, 필터링 시스템, 통기 장치, 저장소 및 오염 수준의 점검과 함께 진행되어야 합니다.
외부 누출과 내부 누출의 차이는 무엇인가요?
외부 누수는 일반적으로 직접적으로 확인할 수 있습니다.
일반적인 예로는 로드 씰, 실린더 헤드, 정적 씰, 유압 포트, 피팅, 호스, 용접 또는 나사 연결 주위의 오일이 있습니다.
내부 누수는 유압 실린더 내부에서 발생합니다. 오일은 피스톤 씰을 통해 압력이 높은 쪽에서 반대 챔버로 지나갈 수 있습니다.
실린더의 외부는 건조하게 유지될 수 있지만, 장비는 힘 감소, 불안정한 속도, 불량한 압력 유지 또는 실린더 드리프트를 경험할 수 있습니다.
두 종류의 누수는 오일 온도가 상승함에 따라 증가할 수 있습니다. 그러나 실린더 드리프트와 내부 누수 진단은 별도의 테스트가 필요하며, 실린더 주위의 가시적인 오일만으로 판단해서는 안 됩니다.
고온 상태의 누출은 어떻게 점검해야 하나요?
유압 실린더가 예열 후 누수되는 경우 분해하기 전에 차가운 상태와 뜨거운 상태의 성능을 비교하세요.
실제 오일 온도, 유압 오일 점도 등급, 누수 위치, 로드 표면, 씰 서비스 시간, 작업 압력, 반환 백프레셔 및 실린더 설치를 확인하세요.
장비를 다시 작동하기 전에 실린더 외부를 청소하세요. 이렇게 하면 오일이 로드 씰, 실린더 헤드, 포트 연결, 호스, 피팅 또는 다른 근처의 구성 요소에서 나오는지 확인하기 용이해집니다.
내부 누수가 의심되면, 압력 유지 테스트 또는 통제된 조건에서의 내부 누수 테스트를 실행하세요.
고온에서 유압 실린더 누출을 어떻게 줄일 수 있나요?
뜨거운 상태 누수를 줄이려면 오일 온도를 제어하고 기존 실린더 문제를 수정해야 합니다.
주변 온도 및 실제 작동 조건에 적합한 유압 오일 점도 등급을 사용하세요. 저장소 용적, 쿨러, 공기 흐름, 필터링 및 열 방출 용량도 지속적인 작동에 적합해야 합니다.
고온에서 정기적으로 작동하는 장비의 경우, 유압 유체와 호환되고 지속적 및 최대 오일 온도에 모두 적합한 씰 재료를 선택하세요.
피스톤 로드, 마모 링, 안내 부시, 씰 홈 및 구성 요소 간격도 점검해야 합니다. 측면 하중, 오염, 과도한 백프레셔 및 압력 스파이크는 수정해야 합니다.
더 단단한 씰을 설치하거나 씰 압축을 증가시키는 것만으로는 누수를 항상 해결할 수 없습니다. 과도한 압축은 마찰, 열 발생 및 씰 마모를 증가시킬 수 있습니다.
결론
오일이 뜨거워지면 유압 실린더는 더 쉽게 누수됩니다. 이는 오일 점도가 감소하고 씰 특성이 변화하며 구성 요소 간격이 이동하고 기존의 마모 또는 표면 손상이 더 두드러지기 때문입니다.
따라서 뜨거운 상태의 누수는 종종 단일 고장 씰이 아니라 여러 관련 요인의 결과입니다.
완전한 점검은 오일 온도, 오일 점도, 씰 상태, 피스톤 로드 품질, 실린더 정렬, 내부 간격, 오염, 압력 변동 및 유압 회로를 고려해야 합니다.
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