ASTM D6304 – Karl Fischer 방법을 이용한 윤활유 내 수분 함량 측정

ASTM D6304 – Karl Fischer 방법을 이용한 윤활유 내 수분 함량 측정

 

 

 

 

1. ASTM D6304의 목적

ASTM D6304는 윤활유 및 기타 석유계 액체 내에 포함된 미량 수분을 정밀하게 측정하기 위한 시험 방법입니다. 

수분은 윤활유의 산화 촉진, 첨가제 분해, 금속 부식, 윤활막 파괴 등 다양한 문제를 유발하는 주요 오염 성분입니다. 

 

따라서 수분 함량을 정확하게 분석하는 것은 윤활유의 품질 관리, 설비 신뢰성 확보, 수명 예측 등에 있어 매우 중요한 절차입니다. 특히 고성능 장비나 수분 민감도가 높은 유체 시스템에서는 ppm 단위 수준의 미량 수분까지도 관리가 요구됩니다.

 

 

 

 

2. 시험 원리

ASTM D6304는 Karl Fischer 적정법을 기반으로 하며, 이 방법은 수분과 특수 시약(칼피셔 시약) 간의 정량 화학 반응을 이용해 수분 함량을 정밀하게 측정합니다. 시험에는 Coulometric 방식과 Volumetric 방식의 두 가지가 있으며, 다음과 같은 원리에 따라 수행됩니다.

* 시료에 포함된 수분이 요오드(I₂), 이산화황(SO₂), 염기, 알코올이 포함된 칼피셔 시약과 반응하여 소비되는 요오드의 양을 

  측정함으로써 수분 함량을 계산
* Coulometric 방식은 전해질 내에서 생성된 요오드의 양을 전류량으로 정량하여 극미량 수분(수십 ppm 이하)을 분석하는 데 적합
* Volumetric 방식은 시약 소비량을 적정량으로 측정하여 비교적 고농도의 수분을 분석할 때 사용

 

 

 

 

3. 분석 항목

* 수분 함량 (ppm): 시료 1kg 또는 1L 중에 포함된 수분의 양을 ppm 단위로 정량 표시
* 수분 무게 비율 (%): 고수분 샘플의 경우 % 단위로 표시 가능

측정 민감도는 매우 높아 수분 함량이 1ppm 이하까지도 감지 가능하며, 시료의 종류, 점도, 온도 등에 따라 전처리 과정이 필요할 수 있습니다.

 

 

 

 

4. 적용 분야 및 중요성

ASTM D6304는 윤활유를 포함한 광범위한 산업용 유체의 수분 관리를 위해 사용됩니다. 다음과 같은 분야에서 활용됩니다.

* 터빈오일, 유압유, 절연유: 수분은 시스템 부식 및 유전특성 저하를 유발함
* 윤활유 저장/운송 중 수분 혼입 감시: 저장 탱크 응결, 외부 공기 유입 등으로 인한 오염 감시
* 항공 및 해양 윤활유: 고압/고진동 환경에서 수분에 대한 민감도가 높아 정밀 분석 필요
* 오일필터 및 탈수 설비 성능 평가: 필터링 후 수분 잔류량 확인용

수분 함량이 높을수록 윤활유의 성능 저하 및 고장 가능성이 급격히 증가하므로, ASTM D6304는 오염도 관리의 핵심적인 분석법으로 간주됩니다.

 

 

 

 

5. 관련 표준 및 비교

* ASTM D4377: Distillation 방법을 사용한 윤활유 내 수분 측정
* ASTM D4928: Natural Gas 및 콘덴세이트용 Karl Fischer 방법
* ISO 12937: 석유 제품의 수분 측정에 대한 국제 규격

Karl Fischer 적정법은 화학 반응의 정량성을 기반으로 하여 높은 정확도와 재현성을 확보할 수 있으며, 윤활유 수분 분석에 있어 국제적으로 가장 널리 사용되는 표준 중 하나입니다. ASTM D6304는 윤활유의 수분 관리가 요구되는 모든 산업 분야에서 핵심적인 분석 도구로 사용됩니다.