[기술기고] 항공기 유압 필터링을 위한 금속 섬유 매체의 장점에 대한 사례 연구 저자: De Baerdemaeker J?r?mie, Goux Aur?lie, Hulme Paul, Mothersbaugh Jeffrey b>서론금속 섬유는 직경 범위가 1에서 100 마이크론인 섬유 소재로, 다양한 형태, 합금 및 크기로 제공된다. 금속 섬유 구조와 제품은 우수한 다공성, 전기적, 열적, 부식 및 기계적 특성을 나타낸다. 이러한 특성은 필터링, 내열성 직물, 전도성 플라스틱 등 다양한 산업 응용 분야에 적합하다. 본 백서는 항공기 유압 오일 필터링 시스템에서 금속 섬유의 사용에 초점을 맞추고 있다.항공기 유압 오일 필터 매체유압 시스템은 많은 항공기 부품의 구동력이다. 시스템이 오작동하면 치명적일 수 있으며, 부품 교체 비용은 매우 비싸다. 따라서 이러한 시스템을 청결하고 완벽한 상태로 유지하는 것이 중요하다. 이를 위해 유압 오일에서 오염 물질을 제거하려면 인라인 필터가 필요하다.항공기유압 시스템에서는 전통적으로 유리 섬유나 셀룰로오스 섬유 기반의 필터 매체를 사용해 유압오일을 필터링한다.전통적인 유압 오일 필터 매체의 오염 원인미국 정부는 항공기 유압 시스템의 지속적으로 높은 오염 수준으로 인해 수백만 달러의 다운타임, 수리 및 정비 비용이 발생하고 안전 위험이 증가하는 문제를 해결하기 위해 전통적인 유리 섬유필터 매체의 오염 원인을 조사했다. 미국의 여러 항공기 운영자들이 전통적인 셀룰로오스 섬유 및 유리 섬유 기반 필터 요소를 사용하고 있었지만, 이러한 전통적인 필터 매체의 내구성이 낮고 통합성이 부족해 유압 시스템이 과도한 마모와 손상을 겪고, 불필요한 비용이 발생하며, 잠재적인 운영 안전 위험이 있었다.금속 섬유의 장점 금속 섬유를 필터링 매체로 사용하면 여러 가지 장점이 있다. 구체적으로, 기계적 및 전기적 특성의 개선은 필터 성능을 다음과 같은 여러 측면에서 향상시킨다.강한 구조: 금속 섬유 필터는 금속만으로 구성돼 있으며, 금속 섬유가 소결 결합으로 서로 붙어있어 견고하고 고정된 구조를 가진다. 따라서 바인더가 필요 없으며, 유리 섬유 및 셀룰로오스 섬유 기반 매체에서 발생하는 성능 저하가 없다.입자 탈락 없음: 전통적인 유리 섬유 필터는 섬유 탈락이 발생해 유압 시스템의 오일을 오염시킬 수 있으며, 이로 인해 오일 및 필터링 시스템의 조기 교체가 필요하고, 필터 열화로 영향을 받는 모든 유압 부품이 교체돼야 한다.향상된 유체 청결도: 금속 섬유로 유리 섬유를 대체하면 유체 청결도가 크게 향상된다.정전기 방지: 금속 섬유 필터 매체는 정전기 방출 성능이 뛰어나 폭발 위험, 오일 열화 및 항공기 손상 위험을 줄인다.전통적인 유리 섬유와 금속 섬유의 특성 비교유리 섬유와 금속 섬유를 비교했을 때, 다공성, 유속, 압력 강하, 오염물 보유 용량, 부식 저항성 및 접힘 가능성에서 두 매체의 성능은 거의 동일하다. 그러나 동일한 성능을 기준으로 할 때, 금속 섬유 소재는 훨씬 더 높은 온도 저항성을 가지며, 동적 조건에서 훨씬 더 나은 충격, 펄스 및 진동 무결성을 보여주며, 바인더를 포함하지 않고, 기계적으로 더 강하며, 정전기 방출 성능이 뛰어나다.헬리콥터 함대에서 신뢰성 향상 및 비용 절감 사례전통적인 유리 섬유 필터의 고유한 문제를 발견한 후, 미국의 한 헬리콥터 운영자는 유압 오일 필터링 시스템에 금속 섬유 기반 필터 매체를 사용하는 가능성을 검토했다. 120대의 헬리콥터에 대해 유리 섬유 필터와 금속 섬유 필터의 성능 비교가 수행됐다. 결과는 금속 섬유매체가 사용될 때 필터 고장 수가 10배 감소했는데, 이는 금속 섬유가 훨씬 더 강하고, 오염 물 질을 잡아두는 성능이 뛰어나기 때문이다.이러한 필터 성능 개선은 구성 요소 고장 간 평균 시간(MTBF)이 크게 증가하는 결과로 이어졌다. 또한, 금속 섬유 필터 매체를 사용하면 100 비행 시간당 400만 달러 이상의 비용 절감이 가능함이 밝혀졌다.결론금속 섬유 기반의 유압 오일 필터링 시스템은 전통적인 유리 섬유 및 셀룰로오스 섬유 매체에 비해 성능과 내구성이 크게 향상됐으며 운영 비용이 감소됐다. 금속 섬유 필터는 강한 기계적 강도와 전기적 방출 성능을 제공하며, 입자 탈락이 적고, 유압 오일의 청결도를 높인다.따라서 금속 섬유 매체는 항공기 유압 오일 필터링 시스템에서 전통적인 유리 섬유 매체를 대체해 널리 사용되고 있다. Bekaert의 Bekipor® 금속 섬유 필터는 소결 결합을 통해 구조적 무결성을 유지하고, 충격, 진동 및 펄싱 유동에 대한 높은 저항성을 자랑하며, 동적 필터 효율성 테스트와 운영 시험에서 그 효과가 입증됐다.

[기술기고] 항공기 유압 필터링을 위한 금속 섬유 매체의 장점에 대한 사례 연구

저자: De Baerdemaeker J?r?mie, Goux Aur?lie, Hulme Paul, Mothersbaugh Jeffrey

기사입력 2024-08-08 14:03:27

[산업일보]
b>서론
금속 섬유는 직경 범위가 1에서 100 마이크론인 섬유 소재로, 다양한 형태, 합금 및 크기로 제공된다. 금속 섬유 구조와 제품은 우수한 다공성, 전기적, 열적, 부식 및 기계적 특성을 나타낸다.

이러한 특성은 필터링, 내열성 직물, 전도성 플라스틱 등 다양한 산업 응용 분야에 적합하다. 본 백서는 항공기 유압 오일 필터링 시스템에서 금속 섬유의 사용에 초점을 맞추고 있다.

항공기 유압 오일 필터 매체

유압 시스템은 많은 항공기 부품의 구동력이다. 시스템이 오작동하면 치명적일 수 있으며, 부품 교체 비용은 매우 비싸다. 따라서 이러한 시스템을 청결하고 완벽한 상태로 유지하는 것이 중요하다. 이를 위해 유압 오일에서 오염 물질을 제거하려면 인라인 필터가 필요하다.

항공기유압 시스템에서는 전통적으로 유리 섬유나 셀룰로오스 섬유 기반의 필터 매체를 사용해 유압오일을 필터링한다.

전통적인 유압 오일 필터 매체의 오염 원인

미국 정부는 항공기 유압 시스템의 지속적으로 높은 오염 수준으로 인해 수백만 달러의 다운타임, 수리 및 정비 비용이 발생하고 안전 위험이 증가하는 문제를 해결하기 위해 전통적인 유리 섬유필터 매체의 오염 원인을 조사했다.

미국의 여러 항공기 운영자들이 전통적인 셀룰로오스 섬유 및 유리 섬유 기반 필터 요소를 사용하고 있었지만, 이러한 전통적인 필터 매체의 내구성이 낮고 통합성이 부족해 유압 시스템이 과도한 마모와 손상을 겪고, 불필요한 비용이 발생하며, 잠재적인 운영 안전 위험이 있었다.

금속 섬유의 장점

금속 섬유를 필터링 매체로 사용하면 여러 가지 장점이 있다. 구체적으로, 기계적 및 전기적 특성의 개선은 필터 성능을 다음과 같은 여러 측면에서 향상시킨다.

강한 구조: 금속 섬유 필터는 금속만으로 구성돼 있으며, 금속 섬유가 소결 결합으로 서로 붙어있어 견고하고 고정된 구조를 가진다. 따라서 바인더가 필요 없으며, 유리 섬유 및 셀룰로오스 섬유 기반 매체에서 발생하는 성능 저하가 없다.

입자 탈락 없음: 전통적인 유리 섬유 필터는 섬유 탈락이 발생해 유압 시스템의 오일을 오염시킬 수 있으며, 이로 인해 오일 및 필터링 시스템의 조기 교체가 필요하고, 필터 열화로 영향을 받는 모든 유압 부품이 교체돼야 한다.

향상된 유체 청결도: 금속 섬유로 유리 섬유를 대체하면 유체 청결도가 크게 향상된다.

정전기 방지: 금속 섬유 필터 매체는 정전기 방출 성능이 뛰어나 폭발 위험, 오일 열화 및 항공기 손상 위험을 줄인다.

전통적인 유리 섬유와 금속 섬유의 특성 비교

자료제공 Bekaert

유리 섬유와 금속 섬유를 비교했을 때, 다공성, 유속, 압력 강하, 오염물 보유 용량, 부식 저항성 및 접힘 가능성에서 두 매체의 성능은 거의 동일하다.

그러나 동일한 성능을 기준으로 할 때, 금속 섬유 소재는 훨씬 더 높은 온도 저항성을 가지며, 동적 조건에서 훨씬 더 나은 충격, 펄스 및 진동 무결성을 보여주며, 바인더를 포함하지 않고, 기계적으로 더 강하며, 정전기 방출 성능이 뛰어나다.

헬리콥터 함대에서 신뢰성 향상 및 비용 절감 사례

전통적인 유리 섬유 필터의 고유한 문제를 발견한 후, 미국의 한 헬리콥터 운영자는 유압 오일 필터링 시스템에 금속 섬유 기반 필터 매체를 사용하는 가능성을 검토했다. 120대의 헬리콥터에 대해 유리 섬유 필터와 금속 섬유 필터의 성능 비교가 수행됐다.

결과는 금속 섬유매체가 사용될 때 필터 고장 수가 10배 감소했는데, 이는 금속 섬유가 훨씬 더 강하고, 오염 물 질을 잡아두는 성능이 뛰어나기 때문이다.

이러한 필터 성능 개선은 구성 요소 고장 간 평균 시간(MTBF)이 크게 증가하는 결과로 이어졌다. 또한, 금속 섬유 필터 매체를 사용하면 100 비행 시간당 400만 달러 이상의 비용 절감이 가능함이 밝혀졌다.

결론

금속 섬유 기반의 유압 오일 필터링 시스템은 전통적인 유리 섬유 및 셀룰로오스 섬유 매체에 비해 성능과 내구성이 크게 향상됐으며 운영 비용이 감소됐다.

금속 섬유 필터는 강한 기계적 강도와 전기적 방출 성능을 제공하며, 입자 탈락이 적고, 유압 오일의 청결도를 높인다.

따라서 금속 섬유 매체는 항공기 유압 오일 필터링 시스템에서 전통적인 유리 섬유 매체를 대체해 널리 사용되고 있다. Bekaert의 Bekipor® 금속 섬유 필터는 소결 결합을 통해 구조적 무결성을 유지하고, 충격, 진동 및 펄싱 유동에 대한 높은 저항성을 자랑하며, 동적 필터 효율성 테스트와 운영 시험에서 그 효과가 입증됐다.