모션 및 제어기술 블로그 | 파카하니핀

유압 시스템 효율 극대화를 위한 튜브 사이즈 선정|파카하니핀 코리아

Learn how to size tube to maximize hydraulic system efficiency, from Parker Hannifin TFD techConnect적절한 크기의 튜브를 사용하면 유압 시스템의 성능 뿐만 아니라 비용 측면에서도 효율성이 증대됩니다.

튜브가 너무 작으면 유체 속도가 증가하여 압력 감소와 온도 상승으로 이어지고, 흡입/석션 (Suction) 라인에서는 펌프 캐비테이션 (Cavitation) 손상이 발생할 수 있습니다. 튜브가 너무 크면 불필요한 비용이 증가하고, 좁은 공간에 설치하기가 어렵습니다.

아래에서 유압 시스템 성능 극대화를 위한 간단한 튜브 크기 선정 최적화 절차에 대해 알아보겠습니다. 

 

유량에 따른 직경 설정

큰 직경작은직경

첫번째 과제는 필요한 직경을 결정하는 것입니다. “권장 직경 계산” 표 (표 1 참고)는 특정 유체 속도와 라인 종류에 따른 가이드 라인을 제공합니다. 

표 1은 다음 권장 유체 속도를 기준으로 합니다.

• 압력 라인 - 25 ft/sec or 7.62 meters/sec
• 리턴 라인 - 10 ft/sec or 3.05 meters/sec.
• 흡입/석션 라인 - 4 ft/sec or 1.22 meters/sec

유속이 이와 다를 경우, 아래를 기준으로 필요한 배관 직경을 계산 합니다 : 

Calculate the required flow diameter of hydraulic systems with this formula from Parker Hannifin techConnect

Recommended flow diameter charts for hydrualic systems, learn more from Parker Hannifin TFD techConnect

                                                      표.1 : 권장 배관 직경

 

배관 외경(O.D)과 두께

배관 외경배관 직경을 결정한 후에 두번째 과정은 튜브의 외경과 두께를 결정하는 것입니다. “압력 등급표” (표.2)를 사용하여 아래 두 가지 조건을 만족하는 구경 및 두께 조합을 찾습니다. 

  1. 권장 설계 압력은 최대 작동 압력과 동일하거나 초과해야 합니다.  

  2. 튜브 내경(I.D)은 앞서 결정된 필요한 유체 직경과 동일하거나 초과해야 합니다. 

아울러, 구부러지거나 굴곡진 튜브에 맞는 적절한 벽 두께 선택도 고려해야 합니다. 만드릴(Mandril) 없이 구부리는 경우, 튜브 외경의 7% 미만인 튜브 벽 두께는 권장하지 않습니다. 

표.2의 설계 압력은 “설계 및 정격 감소 계수표”(표.3)에 나열된 A 서비스 등급 (안전계수 4배)를 기준으로 합니다.

만약 사용 환경이 매우 혹독한 곳에서 시스템이 운영된다면, 표.2의 압력 등급 값에 적절한 감소 계수를 곱해서 튜브 외경 및 벽 두께의 조합을 결정하면 됩니다. 확실하지 않은 경우, Parker에 연락바랍니다. 당사의 숙련된 전문가들이 도와 드리겠습니다. 

압력 등급 유지에 사용되는 허용 가능한 응력 수준과 기본 사양은 “설계 응력 등급표” (표.4)에 있습니다. 이 값은 완전히 열처리된 튜브가 대상입니다.


Lame 방정식을 기준으로 공식화할 수 있는 설계 압력

Lame's equation for calculating design pressure to ensure you size tube to maximize hydraulic system efficiency. Learn more from Parker Hannifin TFD techConnect

Pressure ratings for hydraulic tube based on size and material, from Parker Hannifin TFD techConnect
<표 2: 압력 등급>

 

Design and derating factors for hydraulic tube systems, from Parker Hannifin TFD techConnect<표 3: 설계 및 감소 계수>

 

Design stress ratings for hydraulic tube systems, from Parker Hannifin TFD techConnect<표 4: 설계 응력 등급>

 

최대 작동 압력

설계 계수는 일반적으로 자재의 최대 강도 (또는 튜브 파열 압력)에 적용되어, 자재 내 알 수 없는 요소와 작동 조건에 대한 안전의 마진을 제공합니다. 압력 등급표 (표.2)의 값에 표.3에 나열된 감소 계수를 직접 적용하여 최대 권장 작동 압력을 결정합니다. (표. 2의 값에 감소 계수를 곱하여 산출)

 

온도 고려 사항

서비스 심각도와 별개로, 높은 작동 온도는 튜브의 허용 가능한 작동 압력을 감소시킵니다. 다양한 튜브 자재에 대한 온도 감소 계수는 표.5에 있습니다. 해당하는 경우, 서비스 심각도와 온도에 대한 감소 계수를 설계 압력 값(표에서 확인)에 적용하여 최대 권장 작동 압력을 계산합니다. 예를 들어 316SS 튜브의 서비스 심각도 B (Severe) 등급 및 500°F 온도에 대한 감소 계수 조합은 0.67 × 0.9 = 0.60입니다.

Temperature derating factors for hydrualic tube systems, from Parker Hannifin, TFD techConnect

<Table 5: 온도 감소 계수>

 

아래의 Parker 카탈로그를 다운로드 하셔서 더욱 자세한 내용과 제품에 대해 확인해보세요. 

 

카카오톡 채널 추가하기

카테고리

Parker 제품이나 서비스에 대해 궁금한 점이 있으신가요?
저희가 도와드리겠습니다. 문의해 주십시오!

포스팅에 대한 의견 - 유압 시스템 효율 극대화를 위한 튜브 사이즈 선정|파카하니핀 코리아


댓글남기기





Captcha