[스크랩] (펌)합성윤활유의 제조과정

☞ 윤활유에는 통상 아래의 3가지 종류로 나누어집니다. 1. 일반(광유계)오일(가장 일반적인 제품) 2. 반합성유계 오일 (합성기유를 일정부분(30% ~ 50%)함량 되어 있는 제품) 3. 100% 합성윤활유 (합성기유를 100% 사용한 제품) ※ 일반오일은 원유를 정제한 광유계 기유를 주 원료로(90% 이상) 사용합니다. 일반오일에는 미처 정제 과정에서 다 제거하지 못한 다수의 불순물들이 포함되어 있어 고온에서 오일이 타버리거나 산화되고 저온에서 쉽게 굳어지는 왁스계 성분 때문에 겨울철 시동시 심각한 엔진 손상을 초래합니다. ※ 이에 반해 100% 합성윤활유는 원유를 정제한 후 가장 이상적인 윤활유 성능을 보유하도록 하기 위해 다시 한 번 화학 공정을 거쳐 불순물이 전혀 없고 분자 구조가 일정한 PAO 합성기유를 사용하여 뜨거운 고온에서는 물론, 혹한의 추위 속에서도 유동성을 유지하여 저온시동시 발생하는 마모 손상을 근본적으로 예방합니다.

1) 윤활기유(Base Oil)의 분류

윤활유에 구성성분은 기유(Base Oil),첨가제로 구성되며 윤활유의 구성성분중 약 90%를 차지하는 윤활기유의 성능에 따라 윤활유의 성능을 좌우하게 됩니다. 미국석유협회(API)는 1994년에 아래와 같이 기유분류기준을 제정하였습니다.

윤활기유의 분류는 광유계의 경우 황함량과 점도지수에 Group I,II,III로 나누어 지며 통상 광유계 윤활유는 Group II 와 Group III 윤활기유를 사용합니다. 합성계 기유는 Group IV 로 별도로 분류되어 있으며 PAO의 기유는 Group IV에 속하게 됩니다. 현재 국내에서는 Group II 윤활기유와 Group III 윤활기유만 생산되고 있으며 Group IV인 PAO는 100% 수입하고 있는 상황입니다. * Group II 윤활기유는 V.I( 점도지수)가 낮아 HVI(High Viscosity Index)기유라고 하며 * Group III 윤활기유는 V.I(점도지수)가 높아 VHVI(Very High Viscosity Index) 기유라고 부르고 있습니다. ※ 점도지수 : 온도에 따른 점도변화의 상대값으로 점도지수(V.I)가 높으면 온도변화에 따른 점도의 변화가 작다는것을 의미합니다. 점도지수가 높으면 높을 수록 우수한 성능의 기유입니다.

2) 윤활기유의 사용온도 한계

”합성” 및 “합성된”이라고 하는 술어는 어느것이나 합성윤활유에 사용되고 있는 기유를 설명하기 위해서 사용되어 지는 것입니다. 합성된 물질이란 개개의 부분을 결합하든가 조립되는 것에 의해서 통일되어서 만들어진 독특한 물질입니다. 합성윤활유의 제조는 합성기유에서 시작되지만 이 기유는 대개 석유에서 출발하여 저분자량의 화합물을 윤활유에 적합한 점도를 갖는 화합물로 결합시켜서 제조됩니다. 반면에 광유계 기유는 자연계에 존재하는 탄화수소 화합물의 복합체를 지칭하며 원유로부터 얻어집니다. 광유계 윤활기유의 성상이 그 사용목적에 적합한 최적의 품질을 갖도록 하기 위해서는 복잡한 공정을 필요로 하는데 이러한 복잡한 공정을 거치고도 결국 제품은 많은 화합물의 혼합체입니다. 이 혼합체에서 최고의 성상을 갖는 물질만을 추출하는 방법은 없으며 만일 그러한 것이 가능하다고 해도 생산량이 적으므로 경제적으로는 성립되지 않게 됩니다. 광유계 기유의 성상은 그것이 함유하고 있는 혼합물의 평균적인 성상이고 대단히 좋은 성분과 그다지 좋지 않은 것 모두 함유하고 있습니다. 합성계 기유는 각각의 성분을 조합하는 제조공정은 조절 가능하기 때문에 완성된 제품은 하나 혹은 소수의 화합물만으로 이루어집니다. 원료와 조합시키는 공정은 어떠한 것도 좋지만 합성계 기유는 광유계 기유에 함유되어 있는 가장 우수한 화합물의 성상을 갖는 것도 있으며 또한 독특한 성질을 갖게 할 수도 있습니다. 예로서 광유계 기유에서는 볼 수 없는 물과 혼화할 수 있는 특성이나 연소하지 않는 특성 등이 있습니다. 합성 기유의 주요한 성능상의 이점은 사용가능한 온도범위가 광유계 대비 넓다는 것입니다. 상기 그림은 광유계 기유와 각종 합성기유의 일반적인 적용온도 범위를 나타낸 것입니다.

3) 윤활기유의 산화안정성 비교

산화안정성은 윤활유의 사용중 산화에 의한 슬러지의 생성과 오일의 열화에 대한 안정성을 평가하는 중요한 시험입니다. * 광유계 기유는 1,700 min전후에서 급격히 산화가 되며, * 합성계 기유인 PAO는 2,700 min 에서 산화가 됩니다.

4) 윤활기유의 저온특성 비교

동일한 점도와 점도지수를 가지고 있는 광유계 윤활기유(Group III)와 합성계 윤활기유인 PAO의 저온특성을 비교하면 * 광유계 기유는 -20 ℃ 전후에서 점도가 급격히 증가하여 거의 유동을 하지 못하게 되며, * 합성계 기유인 PAO는 -40 ℃ 이하에서 거의 유동을 하지 못하게 됩니다.

※ 불순물이 제로상태인 100% 합성엔진오일은 고온과 저온에서 그 진가가 더욱 빛납니다. 250℃가 넘는 엔진의 뜨거운 고온에서, 영하 50℃의 혹한의 저온에서도 마찰로 인한 엔진 마모와 손상을 가장 잘 보호해 줍니다.

※ 합성윤활유을 사용한 엔진과 일반엔진오일을 사용한 엔진의 오일팬을 비교한 결과 256시간을 주행한 엔진의 오일팬에는 슬러지나 퇴적물이 전혀 형성되지 않고 깨끗한 반면, 겨우 128시간을 주행하고 일반엔진오일을 사용한 자동차 엔진의 오일팬에는 퇴적물들이 잔뜩 쌓이고 더러워졌습니다.

※ 합성윤활유의 교환시는 합성유의 특성을 100% 발휘하기 위하여 사용유의 완전한 배출이 필요합니다. 엔진오일 교환시 사용오일을 완전히 배출하기 어려우며 이러한 이유로 사용된 오일이 엔진의 오일팬과 밸브트레인, 기타 엔진내부에 남아 있게 됩니다. 이러한 사용유의 찌꺼기는 합성유로의 교환시 합성유로서의 성능을 떨어 뜨리는 원인이 될 수 있습니다. (엔진 마모분의 잔류로 엔진내부를 긁거나 사용유의 산화물질로 합성윤활유의 산화를 촉진) 즉, 부동액의 교환시 라디에이터 내부의 이물질이나 찌꺼기를 제거하기 위하여 냉각수를 주입후 일정기간 아이들링후 새로운 부동액을 넣는것과 유사하게 생각 하시면 됩니다. 합성윤활유로의 교환을 하기전에 플러싱 오일을 주입하고 일정시간 엔진을 작동후 플러싱 오일이 사용유의 잔류분과 엔진마모분등의 제거를 하고 난후에 합성윤활유를 주입하여야만 그 성능을 100% 발휘 할 수 있습니다.

출처 : (펌)합성윤활유의 제조과정

글쓴이 : 곽경훈 원글보기

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