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4. 감속기 윤활
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냉각탑에 적용되는 감속기는 RIGHT
ANGLE TYPE이며, SPIRAL BEVEL GEARS, HELICAL GEARS와
BEARING의 윤활을 위하여 윤활유가 사용되며 감속기 수명에 결정적이다. 적절치
못한 윤활은
GEAR와 BEARING의 조기 파손의 가장 근본적인 원인이며 더욱 악화
될 경우 감속기 전체를 파손시키
는 원인이 되기도 한다.
감속기 윤활의 기본적인 목적은;
- ● 열의 분산
- ● 마찰 제거
- ● 부식 방지 등이며 그 내용은 아래와 같다.
1) 열의 분산 (HEAT DISSIPATION)
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냉각탑에 사용되는 감속기의
윤활유 온도는 200 °F (93.3 °C) 내로 제한 하고 있다. 윤활유의
운전
온도는 수분의 응축을 방지 할 정도로 높아야 되나 윤활유의 산화를
촉진시킬 만큼 높아서는 안된
다. 윤활유의 온도가 지나치게 높아지게 되면
OIL SEAL의 탄성 계수를 감소 시키고, 기계적인 마
모를 방지 하는데
중요한 인자인 윤활유의 점성을 급격히 떨어 뜨리 게 된다. 이런 것에 대비
하여
감속기 윤활유의 온도 감지기를 장착 하여 대개 185 °F (85
°C) 이상 되면 MOTOR를 TRIP 시키도
록 하는 TEMPERATURE
SWITCH를 사용하는 것도 바람직 하다. |
2) 마찰 제거 (FRICTION ELIMINATOR)
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감속기 내의 SLIDING
부품 (GEARS)과 ROLLING 부품 (BEARING)은 마찰에 의한
마모 방지를 위
하여 윤활이 되어야 한다. 이들 부품들의 접촉면 사이는 얇은
유막 (ELASTO-HYDRODYNAMIC
OIL FILM)이 형성 되게
되는데 적절하지 못한 유막의 두께는 감속기의 치차와 베어링 표면에
PITTING
(작은 점 부식)과 SCORING(자국)같은 손상을 입히게 한다. GEAR들은
윤활유에 잠기는
부분과 OIL SPRAY로 적셔지는 반면에 베어링들은 윤활유의
미세 입자에 의하여 윤활이 된다. 점
도가 지나치게 낮을 경우 감속기의 저속
단축인 OUTPUT SHAFT의 아랫쪽 베어링 (OVERLOAD에
의한
파손을 일으키기 쉬운 부분임.)은 파손 되기 쉽다. |
3) 부식 방지 (CORROSION PROTECTION)
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냉각탑용 감속기는 악조건
하에서 운전되는 것으로, 베어링의 조기 파손을 유도하는 베어링 표면의
부식을
방지 하기 위해서는 윤활유에 물의 혼입으로 인한 오염을 방지 하여야 한다.
연속적으로 운
전되는 감속기는 윤활유의 온도에 의하여 윤활유에 포함된 수분이
증발 된 상태에 있으므로 문제가
되지 않으나 간헐적으로 운전되는 경우는
수분이 적절한 유막 형성을 방해하고 STEEL부품을 부식
시킬 수 있다. |
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5. 윤활유의 성능 기준
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1) 냉각탑용 감속기의 윤활유는
다음의 기준에 부합되어야 한다.
- ● TURBINE TYPE의 MINERAL OIL 또는 합성유
- ● 산화, 부식 및 녹 방지 첨가제가 포함되어 있어야 함.
- ● 거품 방지 처리
- ● EP(EXTREME PRESSURE) 첨가제는 가능한 한 포함되어서는 안됨.
2) 점도는 사용된 베어링의 SIZE, 운전 하중 그리고 운전 속도 등에 따라 다르나
일반적으로 DOUBLE
REDUCTION GEAR (TWO STAGE GEAR)의
OUTPUT SPEED (FAN RPM)가 120 RPM 보다 적지 않
을 경우 다음과
같다.
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SAE NUMBER 40
ISO GRADE 220
| VISCOSITY |
~100 °F :
SSU 750 ~ 1000
~130 °F : SSU 225 Min.
~210 °F : SSU 70 ~ 85 |
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3) 감속기 내에 수분 함유는 윤활유의 성능과 수명에 지대한 영향을 미칠 수 있다. 앞서
언급한 바와 같
이 수분은 GEAR와 베어링 등의 접촉면에 유막 형성을 방해하고 STEEL
부품을 부식시킨다.
MINERAL OIL은 0.04%와 같은 극소량의 수분에 의해서도
TAPERED BEARING의 수명을 80%까지 단
축 시킬 수 있다. 따라서 수분의 악
영향에 저항 (억제) 하는 OIL 첨가제는 필수적이다. 첨가제는 다음
과 같은 것이 있다.
- ● 베어링의 미세 균열부에서 철과 반응 하는 수소 이온을 중화 하는 ANTI-ACID
첨가제
- ● 베어링의 금속 부위에 수분 차단면을 형성하는 탄화 수소 계열의 합성제
- ● 물이 베어링의 미세 균열부로 스며들지 못하게 하는 세정제의 첨가제
- ● 0.5%까지의 수분 함유에도 제 기능을 하는 윤활유가 되도록 MINERAL
OIL에 첨가하는 수분 억
제제. 이러한 첨가제를 사용한 MINERAL OIL은
1%의 수분 함유에서 대략 30% 정도의 베어링
의 조기 마모를 지연한다.
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6. 감속기 윤활유의 종류
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1) TURBINE TYPE MINERAL
OIL
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이 유종은 BEVEL
GEAR와 HELICAL GEAR에 사용 되는 것으로 높은 동력 전달,
높은 속도에서의
윤활제이나 높은 온도에서는 사용 불가. (82 °C이상) |
2) EP GEAR OIL
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EP OIL은 경주용
자동차와 같은 높은 동력 전달을 요하는 GEAR에 쓰이는 MINERAL
OIL이다. 첨
가제는 수분과 반응하여 GEAR의 치차나 베어링의 표면을
강하게 부식 시키는 합성물을 생성하기
때문에 SPIRAL BEVELGEAR와
HELICAL GEAR를 사용하는 냉각탑용 감속기에는 부적합하다. |
3) ENGINE OIL
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내연기관에 사용되는 OIL로
가끔씩 TURBINE TYPE MINERAL OIL과 대체 되기도 한다.
이 OIL 역
시 수분과는 EP OIL과 마찬가지로 문제가 있다. |
4) SYNTHETIC HYDROCARBON OIL (탄화 수소 계열의 합성유)
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이는 광범위한 온도 변화에도
일정한 점성도를 유지 하며, 냉각탑 같은 습한 조건에서도 추가적인
수분의
내성이 탁월하며 마찰이 매우 낮은 특성을 가지고 있어 이 제품을 사용하길
강력히 추천한
다.
만약 감속기가 -7 °C 이하의 외기 온도에서 운전하기 시작 하고자 하면
MINERAL OIL 사용 시는
반드시 OIL HEATER를 사용 하여
예열 시킨 후 가동 하여야 되나, 이 탄화 수소 합성유는 OIL
HEATER를
필요치 않는다. 따라서 우리 나라와 같은 기후 조건에서 사용하기에 가장
적합한 유종
이나 다소 비싼 단점이 있다. |
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7. 윤활 계통
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1) SPLASH LUBRICATION
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SLINGER가 감속기의
HIGH SPEED축에 달려 있어 OIL BATH에 있는 윤활유를 튀겨서
운전 부품
에 강제 주입하는 방식이다. 구조가 간편하고 효과적이며 OIL
LEVEL이 낮아도 사용 기능을 발휘하
는 장점이 있으나 MOTOR SPEED가
500~600 RPM 이하가 될 경우 충분한 윤활 공급에 어려운 단
점이
있다. |
2) PUMP
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대개의 경우 감속기의
HIGH SPEED SHAFT에 연결 되어 내부 OIL 배관을 통하여 윤활유가
공급되
는 방식과 외부 전기에 의해 구동 되어 외부 배관을 거쳐 내부 배관을
공급하는 방식이 있다.
| 장점 |
- ● 다양한 속도에서도 사용 가능
- ● 정밀한 윤활유의 분배
- ● 낮은 OIL LEVEL에서도 가능
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| 단점 |
- ● 배관 연결부에서 OIL LEAKAGE 발생 가능
- ● OIL PUMP 고장 즉시 감속기 전파
- ● SHAFT DRIVEN PUMP 경우 마모가 비교적 빠르고
내부 열 발산 과다
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8. 감속기 설치 시 권유 사항
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감속기 윤활유의 사용 기간을 연장하고
잦은 교체로 인한 낭비를 막기 위해서는 최적의 윤활유를 선정
하여 사용 하여야 됨은
물론 아래 사항도 고려하여야 한다.
1) MOISTURE
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감속기가 연속적으로 운전되는
경우에는 윤활유 온도에 의하여 모든 수분이 증발되어 감속기의
BREATHER를
통하여 감속기 외부로 방출 되지만 감속기를 상당 기간 (여름: 5시간 이상,
겨울: 1시
간 이상) 정지 시킬 경우는 감속기가 냉각되면서 운전 중 윤활유의
온도 증가로 부피가 늘어 나면서
감속기 내부의 공기를 외부로 방출 시킨
만큼 다시 감속기 주변 공기가 감속기 내부로 들어오게 된
다. 따라서 공기
중에 포함된 수분이 응축되어 윤활유의 유막 형성을 저해 하고 STEEL부를
부식
시키게 된다.
따라서 감속기의 AIR BREATHER LINE은 FAN STACK 외부로
끌어 내는 것이 대기의 수분 유입을
줄이는 방법이다. AIR BREATHER
LINE 설치 시 배관은 꼭 수평이어야 될 필요는 없으므로 배관은
OIL
LINE 위치까지 끌어 내려서 외부로 뽑아야 된다. 만약 수평 LEVEL로
할 경우 AIR BREATHER
LINE과 FAN BLADE가 지나치게
가까워 져서 FAN BLADE가 운전 중 (대개의 경우 수평 위치에서
6"
정도 아래로 쳐져서 회전) AIR BREATHER LINE을 쳐서 FAN
BLADE의 파손 원인이 되므로 주
의를 요한다. (참고로 FAN BLADE의
선단 (LEADING EDGE)과 장애물과의 최소 이격 거리는 300
mm
임을 주지 하기를 바란다.) |
2) SHUT-DOWN
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장시간 감속기를 운전
하지 않을 경우 윤활유를 가득 채워서 두는 것이 GEAR 와 BEARING의
부식
을 방지 하는 방법이다. 또는 VAPOR PHASE INHIBITOR
(VPI)을 첨가 시켜 정지 중 윤활유가 차지
않은 부분의 GEAR와 BEARING의
부식을 방지 할 수도 있다. 윤활유를 가득 채운 상태에서 감속기
를 운전
하면 극도로 온도가 올라가 감속기를 손상시키므로 반드시 재 운전 시 표준
LEVEL로 맞추
어야 한다. |
3) OIL LINE
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외부로 OIL LINE을
사용 할 경우 SEALING이 철저하게 되어야 한다. 그렇지 않을 경우
OIL
FILL/VENT LINE을 통해 누유 되어 감속기 고장의 원인이
된다. 주 일회 정도는 OIL LEVEL을
CHECK하여야 만일의 사고에
대비 할 수 있다. |
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