유압유 필트레이션에 대한 새로운 표준이 눈앞으로 다가왔습니다. 늦은 감이 있고, 또 제조까지는 몇 년이 걸리겠지만 말이죠.
현장에서 유압 장비를 사용하는 작업자라면 누구나 실제 조건과 테스트 벤치 조건이 별개라는 사실을 잘 알고 있습니다. 현실에는 분진이 있고 응력과 변수가 발생하기 때문입니다. 실제 상황은 불가능하지는 않지만 제어하기가 어려운 반면, 테스트 상황은 제어할 수 있도록 구성됩니다.
유압 시스템은 시장에 출시되기 전에 실제 조건에서 테스트됩니다. 유압(및 윤활) 시스템을 보호하는 유체 필터도 마찬가지입니다. 이것이 바로 필트레이션 테스트 표준이 실제 조건을 최대한 비슷하게 반영해야 하는 이유입니다. 현재 테스트 표준은 수준에 미치지 못합니다. 다행히도, 업계와 국제 표준화 기구(ISO)가 이러한 상황을 주목하고 있습니다. 이번 가을, ISO 23369(ISO 16889 대체) 승인을 눈앞에 두고 있습니다. 따라서 유압유 및 윤활유 다중 패스 필트레이션이 마침내 유압 장비가 실제 환경에서 사용되는 방식과 더욱 유사한 순환 플로우 조건에 적용되는 표준으로 자리잡게 될 것입니다.
효율적인 필트레이션은 모든 시스템에 필수적입니다
유압 시스템을 효율적으로 운영하기 위해서는 철저하고 효율적인 필트레이션을 비롯해 부지런한 유지 보수가 필요합니다. 그러나 현재 유압 및 윤활유 테스트 표준인 ISO 16889는 실제 필터 성능을 고려하지 않습니다.
현장의 유압유 필터는 일반적으로 현재 ISO 16889 테스트에 사용되는 정상 상태(steady state) 플로우가 아니라 변화하는 순환 플로우의 영향을 받습니다. ISO 23369에서 요구하는 것과 같이 더욱 엄격한 테스트와 다양한 순환 플로우 조건을 따라야 할 경우 엘리먼트의 효율성과 성능이 더 높아져야 합니다.
Uldis Kreslins, Donaldson Company 유압 제품 관리자
새로운 표준을 만든다고 해서 현재 표준이 문제가 있다는 것이 아닙니다. 단지 시간과 기술 변화의 문제입니다. 업계는 단지 10년 전보다 필트레이션 제품에 적용 가능한 테스트를 수행할 수 있는 역량이 향상되었을 뿐입니다. ISO 23369에 대한 움직임은 최소 2011년부터 시작되었습니다. 이제 마침내 업계가 이를 구현할 수 있을 만큼 기술이 발전되었습니다.
유압 및 윤활 필터에 대한 현재 산업 표준인 ISO 16889는 실제로 테스트 스탠드의 설계 및 구성, 오염물의 흡착, 필트레이션 제품 테스트 중에 사용되는 절차를 자세히 설명하는 목적을 충실히 수행합니다. 필터의 저장 탱크에 일정한 유량으로 “중간” 크기의 테스트 분진을 지속적으로 주입하는 간단한 테스트로, 정확한 결과를 얻기 위해 쉽게 반복할 수 있습니다. 그러나 유압 필터 효과에 대한 모든 테스트 중에서 실제 환경을 가장 반영하지 못하고, 유량 변동에 따라 필터 성능이 어떻게 변경될 수 있는지에 대한 정확한 정보를 제공하지 않습니다.
ISO16889 다중 패스 테스트
"현재 표준의 주요 쟁점은 우리가 일정량의 오염물을 포집할 수 있는 필터용 장비를 설계하고 있다는 것입니다."라고 Kreslins는 말합니다. “그러나 이러한 필터는 실제로 실험실 테스트에서보다 훨씬 적은 오염물을 포집할 수 있습니다. 실제 현장에서 유량 변화가 나타난다는 것은 여러 요인으로 인해 필터에 포집된 오염물이 방출될 수 있다는 의미이기 때문입니다. 필터의 실제 여과지 플리츠, 지지 재료 또는 기타 구조나 지지대가 응력을 받으면 성능이 저하될 수 있습니다.”
“이론적으로 새로운 표준은 더 정확한 필터 사양에 따라 장비가 더 효율적으로 작동하도록 보장합니다.”
ISO 23369 실행
ISO 위원회는 Donaldson을 포함하여 대부분 주요 오일 및 윤활유 필트레이션 제조업체의 구성원으로 구성되어 있습니다. 이것이 바로 추가 테스트의 필요성에 대한 인식이 생겨난 이유입니다. 어떤 제조업체도 광고보다 효율이 떨어지는 필터를 만든다는 비난을 받기 원하지 않습니다. 그러나 현재 승인된 필터가 응력을 받을 때 이러한 효율 저하가 일어나고 있습니다.
ISO는 순환 플로우 환경에서 사용되는 필터 엘리먼트에 대한 ISO 16889의 기본 정상 상태(steady state) 플로우 테스트를 보완하기 위해 유압 필터에 대한 순환 플로우 다중 패스 테스트 절차를 개발했습니다. ISO 16889 지침에서는 산업 설문 조사 및 라운드 로빈 테스트 절차를 사용할 경우 더욱 엄격한 유속 사이클(0.1 Hz)을 권장합니다. 그러나 실제 서비스에서 훨씬 더 빠른 순환 플로우가 예상되는 경우 “더 유의미한 결과를 내기 위해 테스트는 해당 유속 하에서 수행되어야 한다”고도 명시하고 있습니다. 그러나 유속 사이클 0.1에서 테스트한 값만 승인하고 있습니다.
순환 플로우를 활용하는 다중 패스 테스트에서는 일반적으로 흐름 변화의 순환 비율을 2:1 또는 4:1 중에서 선택해야 합니다. 이 비율은 테스트 전반에 걸쳐 일관되게 유지됩니다. 또한 테스트 유체의 흐름이 변할 때 테스트 중인 필터에서 파티클이 빠져나오거나 떨어져 나온다는 사실을 바탕으로 "실제" 필터 성능에 더 가까운 결과를 보여줍니다. 새로운 표준에서는 유량(분당 리터로 측정)이 4:1의 비율로 5초마다 변경된다고 명시하고 있습니다.
중요한 것은 ISO 16889에서 요구하는 대로 테스트를 할 때 미세 분진(1 미크론 미만)과 중간 크기 분진(5 미크론 이상)을 비교해야 한다는 것입니다. 5초마다 유량이 변한다는 것은 데이터의 정확한 값을 계산하는 대신 데이터의 평균을 낸 것이지만 2배의 데이터를 기록할 수 있음을 의미합니다.
그렇다면 새로운 표준은 고객에게 무엇을 의미합니까?
“필터를 사용하는 이유는 값비싼 장비를 보호하기 위해서입니다”라고 Kreslins는 말합니다. “그리고 그들은 가동 중지 시간과 예상치 못한 비용을 최소화하기 위해 필트레이션을 분명하게 신뢰할 수 있어야 합니다. Donaldson의 국제 표준은 일정 수준의 품질과 성능을 보장하기 위해 마련되었습니다. 따라서 우리의 표준은 현재 기술 및 장비 사용에 부합하도록 지속적으로 평가되어야 합니다.”
이 새로운 표준은 최종 사용자 및 장비 제조업체에게 있어 필트레이션의 효율성 및 안정성 증대라는 명백한 이점 외에도 더 많은 놀라운 이점을 선사합니다. 장비 설계 또는 실제 사용 환경에 관계없이 필터를 구매할 때는 라벨의 인증 같은 특정한 신뢰가 필요합니다. 필터는 오염물의 포집 및 잔류와 관련하여 신뢰할 수 있어야 합니다. 특정 크기의 오염물을 특정 효율로 포집할 수 없다면 그 필터는 신뢰할 수 없습니다. 그러나 잔류 성능도 마찬가지로 중요합니다. 필터가 유체를 효과적으로 청소하지만 오염물이 잔류할 곳이 없으면 역설적이게도 유압 시스템을 손상시키는 오염원이 될 수 있습니다.
순환 플로우를 고려해야 하는 이유가 바로 여기에 있습니다. 현재 실험실 테스트에서는 유속이 일정할 뿐만 아니라 작업 중인 장비가 다양한 속도로 필터를 통해 유체를 보낼 수 있다는 점을 고려하지 않습니다. 이러한 다양한 속도를 처리할 수 있는 장비가 없으면 필터의 효율성이 떨어지고 성능이 떨어질 수 있습니다. 예를 들어, 사용자가 100 g의 오염물을 처리 성능을 예상한다면 필터가 그러한 성능을 달성해야 합니다.
Kreslins는 "간단히 말하자면, 현재 시중에는 현재 표준을 모든 측면에서 충족하는 필터가 많습니다."라고 말합니다. "그러나 그 표준이 충분하지 않기 때문에 예상치 못한 문제가 발생하고 있는 것입니다. 이러한 문제의 원인은 대개 필터에 있지 않습니다. 단지 실제보다 더 효율적으로 보이게 하는 표준을 따르기 때문입니다.”
ISO 23369가 통과되면 사용자가 기대에 부합하는 성능을 갖춘 유압 및 오일 필터를 사용할 수 있다고 보증하는 데 큰 도움이 될 것입니다. 다른 모든 조건은 동일합니다.
