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금속가공유 순환 시스템 (4): 흐름 구성에 따른 여과 방식


금속가공유 순환 시스템의 여과는 흐름 구성에 따라 크게 다음과 같은 세 가지 방식으로 구분됩니다.

  • 전류식(全流式, full flow) 여과 (전체 여과)

  • 부분(partial) 또는 우회(bypass) 여과

  • 이차 순환(secondary cycle)/주 흐름(main flow) 여과

전체 여과(전류식 여과)

금속가공유 전체를 통과시키는 전류식 여과(full flow filtration) 또는 전체 여과는, 여과 장치를 가공 장비와 금속가공유 저장조 사이의 라인에 직접 연결하는 방식입니다. 이 방식은 여과 장치에 문제가 발생하는 경우, 금속가공유 공급이 불가능하게 되므로, 비상시에 사용할 수 있는 추가의 여과 장치를 준비해 두는 것이 바람직합니다. 전체 여과 방식은 비집중식(non-centralized) 단독 순환 시스템에 많이 사용되며, 민감한 금속가공 라인의 보호 여과 장치(guard filters)로도 적용됩니다.

전체 여과(full-flow filtration)

부분(우회) 여과

부분(partial) 또는 우회(bypass) 여과 방식은 설치 공간을 적게 차지하고, 초기 투자비와 유지관리 비용의 부담은 적으나, 전체 여과 방식보다 금속가공유 저장조의 오염도가 훨씬 더 높습니다. 이 방식은 금속가공유 내의 고형 오염물(입자)을 신속하게 제거할 수 없고, 여러 차례 순환 과정을 거쳐야 어느 정도 제거가 가능합니다.

부분/우회 여과 방식은 미세 여과가 추가로 필요한 경우에 주로 사용되는데, 주 여과 단계(mail filtration stage)에서 제거되지 않는 입자들을 분리하기 위하여 전체 여과 방식과 연계하여 적용되기도 합니다. 대표적인 예가 과공정(過共晶, hyper-eutectic) 알루미늄 합금의 가공 과정에서 발생하는 초미세 실리콘 입자를 제거하는 경우입니다.

부분(우회) 여과 (partial-flow (bypass) filtration)

이차 순환/주 흐름 여과

전체 여과 방식과 우회 여과 방식의 단점을 보완하면서 금속가공유의 오염도를 최소화하기 위하여 적용되는 해법이 이차 순환(secondary cycle)/주 흐름 여과(main flow filtration) 방식입니다.

이 방식은 독립적인 순환 시스템을 두어 별도의 정화 순환 과정을 거치도록 흐름을 구성하는 것으로, 순환 시스템 전체의 금속가공유 유량보다 10% 정도 더 많은 유량을 2차 순환 시스템에서 처리하게 됩니다.

이 방식에서는 구분된 두 개의 저장조가 필요한데, 가공 장치에서 배출된 금속가공유는 정화 전 저장조(dirty tank)로 들어오게 되고, 독립된 순환 시스템의 여과 장치에 의해 정화된 금속가공유는 정화 후 저장조(clean tank)를 거쳐 다시 가공 장비로 공급됩니다. 정화된 금속가공유가 담긴 저장조는 여과 장치에 문제가 발생하는 경우 완충(buffer) 역할을 할 수 있으며, 상부로 넘치는 금속가공유는 정화 전 저장조로 되돌아가게 됩니다.

이차 순환(secondary cycle)/주 흐름 여과(main flow filtration)

이 방식은 안전성과 처리 효율이 높고, 상대적으로 공간을 적게 차지하며, 초기 투자비도 합리적인 수준이라, 집중식 중앙 순환 시스템에 많이 적용되고 있습니다.//

Ecopharos Inc.

Source: VDI 3397 Part 2, Maintenance of metalworking fluids for metal-cutting and forming operations. June 2014; Verein Deutscher Ingenieure e.V., Düsseldorf.

 

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