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Engineer doing maintenance of the pump

로터리 베인 진공 펌프 유지 관리 및 오일 교체

로터리 진공 펌프의 오일 소비, 오일 오염 및 오일 교체

진공 펌프 오일의 용도는 무엇입니까?

오일은 다음과 같은 역할을 합니다.

  • 움직이는 부품 윤활
  • 움직이는 부품을 대기압에 대해 밀봉
  • 밸브 밀봉
  • 밸브 아래의 무효 공간 채우기
  • 다양한 작동 공간을 서로 밀봉

모든 펌프에서 내장된 오일 레벨 수면계를 사용하여 작동 중 오일 충전량을 점검할 수 있습니다. 특히 연속 작동 중에는 오일 레벨이 최소 미만으로 떨어지는 일이 없도록 해야 합니다. 펌핑 공정 중에 오일 밀봉 로터리 베인 펌프는 높은 작동 온도로 인해 출구 포트에서 오일 증기를 내보냅니다. 이로 인해 오일이 어느 정도 손실되며, 그 손실은 펌프로 유입되는 기체 또는 증기의 양에 따라 달라집니다. 배출 라인에 거친 오일 분리기를 장착하여 더 큰 오일 방울을 유지할 수 있습니다. 이렇게 하면 오일 손실이 크게 줄어듭니다. 일부 펌프에 장착된 미세 오일 미스트 필터도 가장 미세한 오일 방울을 유지하므로 오일이 전혀 배출되지 않습니다. 분리된 오일이 펌프로 반환되므로 오일 손실이 0에 가깝게 줄어듭니다. 일체형 미세 분리기가 없는 펌프의 경우 이 장치는 추가 옵션으로 제공됩니다.

Leybold TRIVAC D 40-65 B의 내부 김서림 방지 장치 제거 및 장착

Take a look at this video for a demonstration on how to fit a de-mister on a Leybold TRIVAC D 40-65 B

진공 펌프 오일을 얼마나 자주 교체해야 합니까?

오일 밀봉 로터리 펌프가 오일 분리 및 반환 장치 없이 작동하는 경우 일정 양의 오일 소비를 예상해야 하며, 그 범위는 펌프의 크기와 공정의 특성에 따라 달라집니다. 최악의 경우 이 소비량은 펌핑된 공기 1평방미터당 약 2cm3까지 발생할 수 있습니다. 기체 밸러스트가 있는 펌프를 작동할 때의 오일 손실이 더 클 것입니다.

공정 증기 또는 오염 물질에 노출되어 펌프 오일을 사용할 수 없게 되는 경우 오일을 교체해야 합니다. 작동 조건에 따라 오일이 얼마나 오래 양호한 상태가 유지되는지 결정되므로 오일 교체가 필요한 시점에 대해서는 엄격한 규칙을 수립하는 것이 불가능합니다. 깨끗한 조건(예: 전기 원자핵 가속기의 확산 펌프용 배압 펌프)에서는 로터리 베인 진공 펌프가 오일을 교체하지 않고도 수년 동안 작동할 수 있습니다. 극단적으로 "더러운" 조건(예: 투과 중)에서는 매일 오일을 교체해야 할 수 있습니다. 원래는 연한 갈색인 노후화로 인해 오일이 어두운 갈색이나 검은색으로 변하거나 액체(예: 물)가 펌프에 들어와 오일이 흐릿해진 경우 오일을 교체해야 합니다. 부식 방지 오일에 박편물이 형성되면 부식 방지제가 고갈되었음을 나타내므로 오일을 교체해야 합니다.

오일 교체 시 따라야 할 단계

펌프는 꺼진 상태이지만 작동 온도에서 항상 오일 교체를 수행해야 합니다. 각 펌프에 제공된 오일 배출 개구부를 사용해야 합니다. 펌프가 더 심각하게 오염된 경우, 펌프를 세척해야 합니다. 이 경우 해당 지침을 준수해야 합니다.

강력한 증기를 처리할 때의 펌프 오일 선택

부식성 증기(예: 산으로 형성된 증기)를 펌핑할 경우 일반 펌프 오일 대신 PROTELEN® 부식 방지 오일을 사용해야 합니다. 이러한 유형의 증기는 오일의 기본(알카라인) 부식 방지제와 반응합니다. 연속 중화 반응을 통해 증기의 양과 산도에 따라 부식 방지제를 배출합니다. 이러한 이유로 오일을 더 자주 교체해야 합니다. 부식 방지 오일은 흡습성(물을 흡수함)이거나 물과 손쉽게 유화액을 형성합니다. 따라서 부식 방지 오일로 채워진 펌프는 장시간 동안 사용하지 않을 경우 공기에서 습기를 흡수합니다. 오일의 윤활 및 부식 방지 속성에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 부식 방지 오일로 채워진 펌프를 사용하여 수증기를 펌핑하지 마십시오. 오일이 물을 흡수하면 이러한 펌프가 최종 압력을 달성할 수 없게 됩니다. 오일 밀봉 펌프는 정상적인 작동 조건에서 부식 방지 오일로 채워져서는 안 됩니다. LVO 100 오일이 펌프 내부의 응축된 증기에 대해 확실한 보호 기능이 있으므로 공기, 수증기 및 비부식성 유기 증기를 펌핑할 때 권장됩니다.

다양한 화학 물질의 펌핑 시 측정

이번 논의로 화학 산업의 오일 밀봉 진공 펌프에 대한 다양한 적용 분야를 완벽하게 제공할 수 없습니다. 가장 까다로운 화학 물질에 대한 오랜 경험을 바탕으로 특정 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나 폭발성 기체 혼합물, 응축성 증기, 부식성 증기 및 기체의 펌핑이라는 세 가지 측면을 간략히 언급해야 합니다.

폭발 방지

진공 시스템을 계획하고 엔지니어링할 때는 해당 안전 및 환경 보호 규정을 준수해야 합니다. 작업자는 시스템이 펌핑하는 물질을 파악하고 정상적인 작동 조건뿐만 아니라 정상 매개변수를 벗어나 작동하는 비정상적인 조건도 고려해야 합니다. 폭발성 혼합물을 방지하는 가장 중요한 보조 수단은 보호 기체 추가를 통한 불활성 작용 외에 응축기, 흡착 트랩 및 기체 스크러버를 사용하여 폭발 한계 값을 유지하는 것입니다.

응축 방지

Leybold 펌프는 다음과 같은 세 가지 옵션을 통해 펌프에 증기가 응축되는 것을 방지합니다.

  • 기체 밸러스트 원리(그림 2.14 참조). 펌프에서 허용되는 증기의 양이 크게 증가합니다.
  • 펌프 온도 증가. 견고한 설계로 최고 120°C의 온도에서 펌프를 가동할 수 있습니다 예를 들어 일반 기체 밸러스트 작업에 비해 순수증기에 대한 허용 오차가 5배 증가합니다.
  • 진공 응축기 사용. 선택적 펌프 역할을 하며, 다운스트림 기체 밸러스트 펌프가 적절한 증기 허용 오차에 상응하는 양보다 더 많은 증기를 받지 않도록 크기를 설정해야 합니다.
Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

그림 2.14 응축성 물질을 펌핑할 때 가스 밸러스트 유무에 따른 로터리 베인 펌프의 펌핑 공정 다이어그램

a) 기체 밸러스트 미사용

  1. 펌프는 이미 공기가 거의 비워진(70mbar) 용기에 연결됨, 따라서 대부분의 증기 입자를 운반해야 합니다.
  2. 펌프 챔버가 용기에서 분리되고, 압축이 시작됩니다.
  3. 펌프 챔버의 내용물은 이미 압축된 상태이므로 증기가 응축되어 물방울이 형성됨, 아직 과압은 달성되지 않습니다.
  4. 공기는 이제 필요한 과압만을 발생시키고 배출 밸브를 개방하지만 증기는 이미 펌프 내에 액체 방울로 응축됩니다.

b) 기체 밸러스트 사용

  1. 펌프는 이미 공기가 거의 비워진(70mbar) 용기에 연결됨, 따라서 대부분의 증기 입자를 운반해야 합니다.
  2. 펌프 챔버가 용기에서 분리되고, 이제 기체 밸러스트 밸브가 열리며, 이 밸브를 통해 펌프 챔버가 외부에서 추가 공기로 채워집니다. 이 추가 공기를 기체 밸러스트라고 합니다
  3. 배출 밸브가 개방되고, 증기 및 기체 입자를 밀어냅니다. 추가 기체 밸러스트 공기로 인해 필요한 과압이 조기에 발생합니다. 응축이 발생할 수 없습니다.
  4. 펌프가 공기 및 증기를 추가로 배출합니다.

부식 방지

오일 밀봉 펌프는 모든 구성 요소 표면에 있는 오일 필름으로 인해 부식으로부터 이미 충분히 보호됩니다.

a) 산

당사의 펌프는 기본적으로 산을 펌핑하는 데 적합합니다. 특수 상황에서는 오일과 입구 및/또는 출구에 연결된 보조 장비에 문제가 발생할 수 있습니다. 쾰른에 있는 당사 엔지니어들은 이러한 문제를 해결하는 데 도움을 드릴 수 있습니다.

b) 무수물

CO(일산화탄소)는 강력한 환원제입니다. 따라서 CO가 펌핑될 때 기체 밸러스트가 대기 공기를 사용하지 않고 불활성 기체를 최대한 사용하는 것이 중요합니다(예: Ar 또는 N2). SO2, SO3 및 H2S 펌핑 시 불활성 기체 밸러스트도 사용해야 합니다. 이러한 3가지 무수물을 취급할 때는 부식 억제 오일도 사용해야 합니다. 이산화탄소(CO2)는 특별한 장비 없이 펌핑할 수 있습니다.

c) 알칼리성 용액

정상적인 LVO 100 펌프 오일은 알칼리성 용액을 펌핑하는 데 사용됩니다. 수산화나트륨과 화성 칼륨 용액을 농축된 형태로 펌핑하지 않아야 합니다. 암모니아는 기체 밸러스트 밸브가 폐쇄되어 있을 때 펌핑이 원활합니다. 메틸아민 및 디메틸아민과 같은 알칼리 유기 매체도 만족스럽게 펌핑될 수 있지만 기체 밸러스트 밸브가 개방되어야 합니다.

d) 기본 기체

질소와 불활성 기체를 펌핑하는 데는 특별한 조치가 필요하지 않습니다.
수소를 취급할 때는 폭발성 혼합물 생성의 위험에 유의해야 합니다.
수소 처리 시 기체 밸러스트 밸브는 어떠한 경우에도 개방되지 않을 수 있습니다. 펌프를 구동하는 모터는 방폭 설계여야 합니다. ATEX 규정이 적용됩니다.
산소: 순수한 산소를 펌핑할 때에는 특별한 주의가 필요합니다!
이러한 목적으로 특별히 제조된 펌프 오일을 사용해야 합니다. 이러한 정보는 상담 후 독일 연방 물질 테스트 기관(BAM)에서 발급한 승인 증명서와 함께 제공될 수 있습니다.

e) 알칸

메탄 및 부탄 같은 저분자량 알칸은 폐쇄된 기체 밸러스트 밸브 또는 기체 밸러스트로 불활성 기체를 사용하거나 높은 온도의 펌프에서 펌핑할 수 있습니다. 하지만 폭발 위험이 높으니 주의하십시오!

f) 알코올

작동 온도에 도달하면 기체 밸러스트를 사용하지 않고 메탄올과 에탄올을 추출할 수 있습니다(LVO 100 펌프 오일). 더 높은 분자량의 알코올(예: 부탄올)을 펌핑하기 위해서는 기체 밸러스트 밸브를 개방해야 하며, 응축 방지를 위해 다른 조치를 취해야 합니다.

g) 용제

아세톤: 어려움 없이 추출할 수 있습니다. 정상 작동 온도에 도달할 때까지 기다립니다.
벤젠: 주의 – 증기는 인화성이 높습니다. 펌프 오일 희석으로 인해 최종 압력이 저하됩니다. 공기와 벤젠의 혼합물은 폭발성 및 인화성 물질입니다. 기체 밸러스트 없이 작동합니다. 불활성 기체를 밸러스트 기체로 사용할 수 있습니다. ATEX 규정이 적용됩니다.
사염화탄소 및 트리클로르틸렌: 펌핑에 문제가 없습니다. 불연성 및 비폭발성이지만 오일에 용해되어 최종 압력을 증가시킵니다. 정상 작동 온도에 도달할 때까지 기다립니다. 사염화탄소 및 기타 비가연성 용제를 펌핑할 때에는 기체 밸러스트를 개방하십시오. LVO 100 펌프 오일을 사용하십시오.
톨루엔: 기체 밸러스트가 없는 저온 배플을 통해 펌핑합니다. 기체 밸러스트로서 공기가 아닌 불활성 기체를 사용합니다.

기체 밸러스트를 사용하여 펌핑 중 작동 결함 - 필요한 최종 압력을 달성하지 못한 경우의 잠재적인 오류 원인

a) 펌프 오일이 오염되었습니다(특히 용해된 증기에 오염됨). 색상 및 속성을 확인합니다. 해결: 진공 용기를 분리하고 기체 밸러스트 밸브를 개방한 상태에서 펌프를 오랜 시간 동안 가동합니다. 오염이 심한 경우 오일을 교체하는 것이 좋습니다. 오염된 오일이 포함된 경우 펌프를 장시간 방치해서는 안 됩니다.

b) 펌프의 미끄러지는 부품이 마모 또는 손상되었습니다. 깨끗한 상태에서는 특정 유지 관리 작업 없이 수 년 동안 펌프를 가동할 수 있습니다. 하지만 오일이 오염된 상태에서 펌프를 오랜 시간 동안 작동하는 경우 베어링과 게이트 밸브에서 기계적 손상이 발생할 수 있습니다. 오일은 교체되었더라도 펌프가 카탈로그에 지정된 최종 압력을 더 이상 달성할 수 없을 때 항상 이 점을 가정해야 합니다. 이 경우 수리를 위해 펌프를 보내거나 고객 서비스 부서에 연락해야 합니다.

c) 측정 기기가 오염되었습니다(게이지 유지 관리 페이지 참조).

펌프가 더 이상 회전하지 않을 때 잠재적인 오류 원인

  • 펌프 전기 공급 장치를 점검하십시오.
  • 오염물 또는 수지성 오일이 포함된 채로 펌프가 오랜 시간 동안 대기 상태였습니다.
  • 펌프 온도가 10°C보다 낮은 경우 오일이 뻑뻑합니다. 펌프를 가열합니다.
  • 기계적 오류가 있습니다. 고객 서비스 부서에 문의하십시오.

샤프트에서의 오일 누출

샤프트에서 오일이 배출되면 구동 베어링의 샤프트 씰을 검사하고 교체해야 합니다. 펌프 설계를 통해 장치와 함께 제공된 작동 지침에 따라 이 링을 쉽게 교체할 수 있습니다.

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참고 자료

진공 기호

진공 기술 다이어그램에서 펌프 유형 및 펌핑 시스템의 부품을 시각적으로 표현한 기호 용어집

 

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단위 용어집

진공 기술에 사용되는 측정 단위 개요 및 기호의 의미, 그리고 과거 단위와 현재의 등가 단위

 

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참고 자료 및 출처

진공 기술에 대한 기본 지식과 관련된 참고 자료, 출처 및 추가 자료

 

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Production / People Image Pictures

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