제가 현장에서 근무하던 시절, 대형 펌프 P-101 호기의 정기 보수 작업 중 발생한 일이 기억납니다. 신입 작업자가 “베어링은 기름이 많을수록 부드럽게 잘 돌아간다”는 생각에 그리스 건으로 베어링 하우징 내부가 꽉 찰 때까지 윤활유를 주입했습니다. 가동을 시작한 지 불과 2시간 만에 베어링 하우징 온도는 95°C를 넘어섰고, 결국 급격한 열팽창으로 인해 샤프트가 고착되는 사고가 발생했습니다. 이로 인해 생산 라인이 8시간 동안 멈추며 약 2,000만 원의 손실이 발생했습니다. 흔히 윤활유는 부족할 때만 문제가 된다고 생각하기 쉽지만, 사실 과다 주입은 부족한 것만큼이나, 혹은 그보다 더 치명적인 결과를 초래합니다. 베어링 내부 공간의 적정 윤활 점유율을 무시하고 과도하게 채워진 그리스는 교반 저항을 유발하여 설비의 수명을 단축시키는 주범이 됩니다.
핵심 메커니즘: 왜 열이 발생하는가?
많은 분들이 의아해하십니다. “기름이 많은데 왜 마찰열이 더 생기나요?” 그 이유는 바로 교반 저항(Churning Resistance) 때문입니다. 베어링의 전동체(구슬이나 롤러)가 회전할 때, 내부 공간이 꽉 차 있으면 윤활유를 밀어내며 회전해야 합니다. 마치 물속에서 달릴 때보다 끈적한 꿀 속에서 달릴 때 더 많은 힘이 드는 것과 같은 이치입니다.
이 과정에서 발생하는 유체 마찰은 곧바로 열에너지로 전환됩니다. 온도가 올라가면 윤활유의 점도가 급격히 낮아져 윤활막이 제대로 형성되지 않고, 이는 다시 금속 간의 직접 마찰로 이어져 온도가 더욱 치솟는 악순환이 반복됩니다.
주입량에 따른 상태 비교 분석
베어링 내부 공간 대비 윤활유 주입량에 따라 발생하는 현상을 정리하면 다음과 같습니다.
| 진단 항목 | ✅ 적정 주입 (Normal) | ⛔ 과다 주입 (Over) | ⚠️ 주입 부족 (Under) | 엔지니어 조치 |
|---|---|---|---|---|
| 온도 특성 | 운전 온도 유지 (안정적) |
급격한 온도 상승 (교반 저항 발생) |
서서히 온도 상승 (마찰열 축적) |
온도 트렌드 모니터링 |
| 소음/진동 | 부드러운 회전음 | 초기엔 조용함 (먹먹한 소리) |
금속성 마찰음 (Whining Noise) |
청진기(Sound Scope) |
| 씰(Seal) 상태 | 기밀성 유지 양호 | 내압 상승으로 씰 터짐 및 누유 |
외관상 특이점 없음 (내부 마모 진행) |
드레인 플러그 개방 |
| 전력 소비 | 정격 전류 이내 | 부하 증가로 전류값(Amp) 상승 |
변화 미미함 | 모터 부하 전류 측정 |
| 물리적 현상 | 유체 윤활막 형성 | 심한 교반(Churning) 및 기유 분리 |
금속 간 접촉 (Metal to Metal) |
진동 분석 수행 |
베어링 씰 파손과 2차 피해
두 번째 역효과는 물리적인 파손입니다. 그리스를 과하게 밀어 넣으면 하우징 내부의 압력이 급격히 높아지며, 이 압력은 가장 약한 부분인 씰(Seal)을 공격합니다. 씰이 뒤집히거나 찢어지면 외부의 미세 먼지나 수분이 내부로 침투하게 됩니다.
제가 경험한 사례 중에는 씰이 터지면서 새어 나온 그리스가 전동기 권선 내부로 흘러 들어가 코일 절연 파괴를 일으킨 고가의 손실 사례도 있었습니다. 단순한 베어링 문제가 전동기 소손으로 이어진 것입니다.
올바른 윤활 관리 가이드
베어링의 장수명을 보장하기 위해서는 단순히 양을 조절하는 것뿐만 아니라 주입 방식도 중요합니다.
- 배출구(Drain) 확인: 그리스 주입 전, 배출 플러그를 반드시 제거하여 오래된 그리스가 밖으로 밀려 나올 공간을 확보하십시오.
- 가동 중 주입: 가능한 설비가 가동 중일 때 주입하십시오. 전동체의 움직임에 의해 그리스가 골고루 분산되어 압력 상승을 방지합니다.
- 온도 모니터링: 주입 직후에는 일시적으로 온도가 5~10°C 상승할 수 있으나, 약 30분 이내에 안정화되는지 확인해야 합니다.
마치며
현장 경험 15년 차인 제 개인적인 견해로는, “모자란 것이 넘치는 것보다 낫다”는 말이 윤활 관리에서만큼은 진리입니다. 부족한 윤활은 소음과 진동으로 미리 신호를 주지만, 과다 윤활은 소리 없이 내부 온도를 높여 설비를 한순간에 망가뜨리기 때문입니다.
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