Acid Number(산가) – 색 지시법을 이용한 윤활유 산화 측정

Acid Number(산가) – 색 지시법을 이용한 윤활유 산화 측정

 

 

 

1. 산가(Acid Number) 측정의 목적

산가(Acid Number, AN)는 윤활유나 절연유 등 석유계 유체에 포함된 산성 물질의 양을 정량적으로 평가하는 지표입니다. 

윤활유는 사용 중 열, 산소, 수분 등의 영향으로 산화가 진행되며, 이 과정에서 유기산, 산화물, 슬러지 등의 산성 부산물이 생성됩니다. 

 

이러한 산성물질은 부식, 침전, 점도 변화, 첨가제 분해 등을 유발해 장비의 성능 저하와 수명을 단축시킬 수 있기 때문에, 산가 측정은 윤활유 상태 평가 및 교체 시점 판단에 있어 핵심적인 진단 도구로 활용됩니다.

 

 

 

 

2. 시험 원리

색 지시법을 활용한 산가 측정은 윤활유 시료에 석시닐레이트(Succinylate) 또는 혼합 용매를 가해 균일하게 용해시킨 후, 지시약을 첨가하고 수산화칼륨(KOH) 표준용액으로 적정하여 색 변화 지점을 기준으로 산도를 측정하는 방식입니다. 다음과 같은 과정을 거쳐 산가를 계산합니다.

* 시료와 용매 혼합 → 산성 성분이 용액에 녹아 나옴
* 지시약(예: 페놀프탈레인)을 넣고, 색 변화 관찰 가능 상태로 만듦
* KOH 용액을 적정하며 중화 반응 유도
* 색 변화가 관찰되는 지점을 종말점으로 설정
* 사용된 KOH의 부피를 바탕으로 mg KOH/g 단위로 산가를 산출

산가 (mg KOH/g) = (KOH 부피 × 농도 × 56.1) / 시료 무게
여기서 56.1은 KOH의 분자량입니다.

 

 

 

 

3. 분석 항목

* 산가 (mg KOH/g): 1g의 윤활유에 존재하는 산성물질을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 밀리그램 수
  일반적으로 산가는 0.01\~2.0 mg KOH/g 수준에서 측정되며, 사용 시간 증가에 따라 점차 상승하는 경향을 보입니다.

 

 

 

 

4. 적용 분야 및 중요성

산가 측정은 윤활유의 열화 진단, 유지관리 기준 설정, 교체 시기 결정 등 다양한 분야에서 필수적인 분석 방법으로 사용됩니다. 특히 아래의 경우에 중요하게 활용됩니다.

* 터빈오일, 유압유, 변압기유: 장시간 운전 시 산화물 축적으로 인한 설비 손상 예방
* 엔진오일: 연료혼입, 배기가스 접촉 등으로 인한 산가 상승 여부 확인
* 윤활유 순환계통: 필터링이나 탈산 처리 효과 검증 및 유지관리
* 신제품 윤활유의 산화 안정성 비교 분석

산가가 급격히 상승하거나 기준치를 초과하면 윤활유의 교체 또는 정제(탈산, 여과 등) 조치가 필요하며, 설비 보호와 수명 연장에 직결됩니다.

 

 

 

 

5. 관련 시험 방법 및 참고 기준

* ASTM D664: 산가 측정을 위한 전위차법 및 색 지시법 포함한 대표 표준
* ASTM D974: 색 지시법을 이용한 산가 측정에 특화된 시험 기준
* ISO 6618: 색 지시법에 기반한 국제 시험 표준

산가 측정은 윤활유 품질을 정량적으로 평가할 수 있는 간단하면서도 효과적인 진단 도구이며, 윤활 시스템의 이상 유무를 조기에 파악할 수 있는 중요한 유지관리 지표입니다.