압축공기의 유분 함량은 어떻게 측정하나요? PPM, 품질 등급 및 여과 제어 방법

압축공기의 유분 함량의 중요성

현대 산업 생산에서 압축공기는 전력에 이어 두 번째로 중요한 동력원으로 꼽힙니다. 그러나 공기압축기는 운전 과정에서 불가피하게 윤활유를 압축공기에 유입시킵니다. 유분 함량이 기준치를 초과하면 제품 오염, 공압 부품의 손상 및 최종 제품 품질 저하를 초래할 수 있습니다. 따라서 압축공기의 유분 함량을 정확히 측정하고 효과적으로 제어하는 것은 공기 공급 관리의 핵심 요소입니다.

유분 함량의 측정 방법과 PPM 개념

가스 검출 분야에서는 일반적으로 유분 함량을 사용하여PPM(부품 퍼 밀리언, 100만 분의 1)을 농도 단위로 사용합니다. 압축공기의 경우, PPM은 일반적으로 질량비(mg/…)를 의미합니다. m³), 즉 표준 상태에서 공기 1입방미터당 몇 밀리그램의 오일이 함유되어 있는지를 나타냅니다.

일반적인 측정 방법에는 다음이 포함됩니다:

• 기관지 검사법: 가스 시료 채취 펌프를 통해 압축공기를 화학 시약이 함유된 검기관으로 유입시키고, 시약의 변색 길이를 기준으로 유분 함량을 신속히 추정하며, 현장에서의 대략적인 검사에 적합합니다.
• 적외선 분광법: 유류 물질이 특정 적외선을 흡수하는 특성을 이용한 정량 분석으로, 정밀도가 높아 실험실 또는 고정밀 온라인 모니터링에 널리 활용된다.
• 오일 미스트 검출기: 압축공기 중의 오일 미스트 및 기체상 오일 농도를 측정하는 데 특화되어 있으며, 시스템 내 오일 함량의 변화를 실시간으로 반영할 수 있습니다.

압축공기의 유분 함량에 대한 품질 등급

국제표준화기구가 제정한ISO 8573-1표준은 압축공기 품질을 평가하는 핵심 근거입니다. 이 표준은 압축공기 내 오염물질을 고체 입자, 수분, 총유분량의 세 가지 항목으로 구분하고, 이를 바탕으로 여러 품질 등급을 설정하고 있습니다.

총 유분 함량(유안, 액상유 및 기상유를 포함)에 있어 일반적인 등급 요건은 다음과 같습니다:

• Class 1: 유분 함량 ≤ 0.01 mg/ m³, 기원에 대한 요구가 매우 높은 의약품, 식음료 및 정밀 전자 산업에 적합합니다.
• Class 2: 유분 함량 ≤ 0.1 mg/ m³ 일반적인 식품 가공, 도장 및 정밀 화학 분야에 적용됩니다.
• Class 3: 유분 함량 ≤ 1.0 mg/ m³, 일반적인 공압 공구 및 일반 산업용 블로잉 등 다양한 상황에 적합합니다.
• Class 4: 유분 함량 ≤ 5.0 mg/ m³, 유분 함량이 높지 않은 조작 환경에 적합합니다.

여과 및 건조 제어 방법

다양한 품질 등급 요구를 충족하기 위해서는 완비된 후처리 및 여과 제어 시스템을 구축해야 한다. 일반적인 제어 방법으로는 다음과 같은 것들이 있다:

• 다단 정밀 여과공기 압축기의 후단에 예비 필터, 미세 안개 필터 및 초정밀 필터를 설치합니다. 단계별로 차단함으로써 공기 중의 액상 오일 방울과 오일 미스트를 제거합니다.
• 활성탄 흡착: 기체 상태의 오일은 일반적인 응집식 여과기로는 효과적으로 제거할 수 없습니다. 이 경우 활성탄 여과기를 추가하여, 활성탄의 다공성 구조를 이용해 기체 상태의 오일 분자를 흡착함으로써 오일 함유량을 극히 낮은 수준으로 감소시켜야 합니다.
• 냉동식과 흡착식 건조수분은 필터의 탈유 효율에 영향을 미칩니다. 냉동식 건조기를 통해 공기의 노점온도를 낮추거나 흡착식 건조기를 사용하여 고도의 제수를 수행함으로써 공기를 건조하게 유지하고, 필터 시스템의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.
• 무오일 공기 압축기 대체: 대기 품질에 대한 요구가 매우 엄격한 산업에서는 오일 프리 공기 압축기를 직접 사용하여 원천에서 윤활유 오염을 차단할 수 있습니다.

일상 유지보수 및 관리 권장 사항

압축공기의 유분 함량을 측정하고 제어하는 일은 한 번으로 끝나는 것이 아닙니다. 필터의 여과심은 사용 시간이 늘어남에 따라 포화되어 압력강하가 증가하고 유분 제거 효율이 저하됩니다. 기업은 정기적으로 필터심을 교체하는 체계를 구축하고, 주요 공기 사용 지점에 온라인 유분 검출기를 설치하여 공기 공급원의 품질을 실시간으로 모니터링해야 합니다. 과학적인 측정, 적절한 등급 매칭 및 엄격한 필터 관리와 유지보수를 통해 비로소 압축공기 시스템의 안전하고 안정적이며 고효율적인 운전을 보장할 수 있습니다.