기계적 씰다양한 산업 분야에서 누출을 방지하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 해양 산업에는펌프 기계적 씰회전축 기계적 씰. 그리고 석유 및 가스 산업에는카트리지 기계적 씰,분할형 메카니컬 씰 또는 건식 가스 메카니컬 씰이 있습니다. 자동차 산업에는 수중 메카니컬 씰이 있습니다. 화학 산업에는 믹서 메카니컬 씰(교반기 메카니컬 씰)과 압축기 메카니컬 씰이 있습니다.
사용 조건에 따라 다양한 재질의 기계적 밀봉 솔루션이 필요합니다. 다양한 재질이 사용됩니다.기계식 샤프트 씰 세라믹 기계적 씰, 탄소 기계적 씰, 실리콘 카바이드 기계적 씰과 같은,SSIC 기계적 씰 및TC 기계적 씰.
세라믹 기계적 씰
세라믹 메카니컬 씰은 다양한 산업 분야에서 필수적인 부품으로, 회전축과 고정 하우징과 같은 두 표면 사이의 유체 누출을 방지하도록 설계되었습니다. 뛰어난 내마모성, 내부식성, 그리고 극한 온도에도 견딜 수 있는 능력으로 높은 평가를 받고 있습니다.
세라믹 메카니컬 씰의 주요 역할은 유체 손실이나 오염을 방지하여 장비의 무결성을 유지하는 것입니다. 석유 및 가스, 화학 처리, 수처리, 제약, 식품 가공 등 다양한 산업에서 사용됩니다. 이러한 씰이 널리 사용되는 이유는 뛰어난 내구성 때문입니다. 세라믹 씰은 다른 씰 소재보다 뛰어난 성능을 제공하는 고급 세라믹 소재로 제작됩니다.
세라믹 메카니컬 씰은 두 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. 하나는 기계 고정면(일반적으로 세라믹 소재)이고, 다른 하나는 기계 회전면(일반적으로 탄소 흑연 소재)입니다. 스프링 힘으로 양쪽 면을 함께 누르면 밀봉 작용이 발생하여 유체 누출을 효과적으로 차단합니다. 장비가 작동하면 밀봉면 사이의 윤활막이 마찰과 마모를 줄이는 동시에 견고한 밀봉을 유지합니다.
세라믹 기계적 씰을 다른 유형의 씰과 차별화하는 중요한 요소 중 하나는 뛰어난 내마모성입니다. 세라믹 소재는 뛰어난 경도를 가지고 있어 마모 조건을 크게 손상시키지 않고 견딜 수 있습니다. 따라서 부드러운 소재로 제작된 씰보다 교체나 유지 보수 빈도가 낮아 수명이 더 깁니다.
세라믹은 내마모성 외에도 뛰어난 열 안정성을 자랑합니다. 고온에서도 열화나 밀봉 효율 저하 없이 견딜 수 있습니다. 따라서 다른 밀봉재가 조기에 파손될 수 있는 고온 환경에서 사용하기에 적합합니다.
마지막으로, 세라믹 메카니컬 씰은 다양한 부식성 물질에 대한 내성을 갖추고 있어 뛰어난 내화학성을 제공합니다. 따라서 유해 화학 물질과 부식성 유체를 자주 사용하는 산업에 적합한 선택입니다.
세라믹 기계적 씰은 필수입니다구성품 씰산업 장비의 유체 누출을 방지하도록 설계되었습니다. 내마모성, 열 안정성, 화학적 호환성과 같은 고유한 특성으로 인해 여러 산업 분야의 다양한 응용 분야에서 선호되는 제품입니다.
| 세라믹 물리적 특성 | ||||
| 기술적 매개변수 | 단위 | 95% | 99% | 99.50% |
| 밀도 | g/cm3 | 3.7 | 3.88 | 3.9 |
| 경도 | 인사부 | 85 | 88 | 90 |
| 다공성률 | % | 0.4 | 0.2 | 0.15 |
| 파괴강도 | 엠파 | 250 | 310 | 350 |
| 열팽창계수 | 10(-6)/K | 5.5 | 5.3 | 5.2 |
| 열전도도 | W/MK | 27.8 | 26.7 | 26 |
탄소 기계적 씰
기계적 탄소 밀봉은 오랜 역사를 가지고 있습니다. 흑연은 탄소 원소의 동종체입니다. 1971년 미국에서는 원자력 밸브의 누출 문제를 해결하는 유연한 흑연 기계적 밀봉 재료를 성공적으로 연구했습니다. 유연한 흑연은 심층 가공을 통해 우수한 밀봉재가 되며, 밀봉 부품의 효과를 가진 다양한 탄소 기계적 밀봉재로 제작됩니다. 이러한 탄소 기계적 밀봉재는 화학, 석유, 전력 산업 등 고온 유체 밀봉에 사용됩니다.
유연흑연은 팽창흑연을 고온 후 팽창시켜 형성되므로 유연흑연에 남아 있는 삽입제의 양은 매우 적지만 완전히 남아 있지는 않아 삽입제의 존재 여부와 구성이 제품의 품질과 성능에 큰 영향을 미칩니다.
Carbon Seal 표면 재질 선택
원래 발명자는 진한 황산을 산화제 및 삽입제로 사용했습니다. 그러나 금속 부품의 밀봉에 적용된 후, 연성 흑연에 남아 있는 소량의 황이 장기간 사용 후 접촉 금속을 부식시키는 것으로 밝혀졌습니다. 이 점을 고려하여 일부 국내 학자들은 황산 대신 아세트산과 유기산을 선택한 송 케민과 같이 이를 개선하려고 시도했습니다. 산을 질산에 천천히 녹이고 온도를 실온으로 낮추어 질산과 아세트산의 혼합물로 만들었습니다. 질산과 아세트산의 혼합물을 삽입제로 사용하여 과망간산칼륨을 산화제로 사용하여 황이 없는 팽창 흑연을 제조하고 아세트산을 질산에 천천히 첨가했습니다. 온도를 실온으로 낮추고 질산과 아세트산의 혼합물을 만듭니다. 그런 다음 천연 플레이크 흑연과 과망간산칼륨을 이 혼합물에 첨가합니다. 30°C의 온도에서 교반을 계속합니다. 40분간 반응시킨 후, 물을 중성으로 세척하고 50~60°C에서 건조하여 고온 팽창 후 팽창 흑연을 제조합니다. 이 방법은 제품이 일정 부피의 팽창에 도달할 수 있는 조건에서 가황을 하지 않으므로 밀봉재의 비교적 안정적인 특성을 얻을 수 있습니다.
| 유형 | M106H | M120H | M106K | M120K | M106F | M120F | M106D | M120D | M254D |
| 상표 | 스며들게 하는 | 스며들게 하는 | 함침 페놀 | 안티몬 탄소(A) | |||||
| 밀도 | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
| 파괴 강도 | 65 | 60 | 67 | 62 | 60 | 55 | 65 | 60 | 55 |
| 압축 강도 | 200 | 180 | 200 | 180 | 200 | 180 | 220 | 220 | 210 |
| 경도 | 85 | 80 | 90 | 85 | 85 | 80 | 90 | 90 | 65 |
| 다공성 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1.5 | <1.5 | <1.5 |
| 온도 | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 400 | 400 | 450 |
실리콘 카바이드 기계적 씰
탄화규소(SiC)는 카보런덤으로도 알려져 있으며, 석영 모래, 석유 코크스(또는 석탄 코크스), 목재 칩(녹색 탄화규소 생산 시 첨가해야 함) 등으로 만들어집니다. 탄화규소는 뽕나무라는 희귀 광물도 함유하고 있습니다. 현대 C, N, B 및 기타 비산화물 첨단 내화 원료에서 탄화규소는 가장 널리 사용되고 경제적인 재료 중 하나이며, 금강사 또는 내화 모래라고도 불립니다. 현재 중국의 탄화규소 산업 생산은 흑색 탄화규소와 녹색 탄화규소로 나뉘며, 두 물질 모두 육방정계 결정으로, 비중이 3.20~3.25이고 미세경도가 2840~3320kg/m²입니다.
탄화규소 제품은 다양한 적용 환경에 따라 여러 종류로 분류됩니다. 일반적으로 기계적인 용도로 더 많이 사용됩니다. 예를 들어, 탄화규소는 우수한 내화학성, 고강도, 고경도, 우수한 내마모성, 낮은 마찰 계수, 그리고 고온 내성을 갖추고 있어 탄화규소 기계 씰에 이상적인 소재입니다.
SIC 씰 링은 고정 링, 이동 링, 플랫 링 등으로 구분할 수 있습니다. SiC 실리콘은 고객의 특수 요구 사항에 따라 실리콘 카바이드 회전 링, 실리콘 카바이드 고정 시트, 실리콘 카바이드 부시 등 다양한 카바이드 제품으로 제작될 수 있습니다. 또한 흑연 재료와 함께 사용할 수 있으며, 마찰 계수가 알루미나 세라믹 및 경질 합금보다 작아 높은 PV 값, 특히 강산 및 강알칼리 조건에서 사용할 수 있습니다.
SIC의 마찰 감소는 기계적 씰에 적용 시 주요 이점 중 하나입니다. 따라서 SIC는 다른 소재보다 마모 및 파손에 더 잘 견디므로 씰의 수명이 연장됩니다. 또한, SIC의 마찰 감소는 윤활 필요성을 줄여줍니다. 윤활 부족은 오염 및 부식 가능성을 줄여 효율성과 신뢰성을 향상시킵니다.
SIC는 내마모성이 매우 우수합니다. 이는 열화나 파손 없이 지속적인 사용을 견딜 수 있음을 의미합니다. 따라서 높은 수준의 신뢰성과 내구성이 요구되는 용도에 이상적인 소재입니다.
또한 재연마 및 연마가 가능하여 씰을 수명 기간 동안 여러 번 보수할 수 있습니다. 일반적으로 기계적 성질이 더 중요한데, 우수한 내화학성, 고강도, 고경도, 우수한 내마모성, 낮은 마찰 계수, 그리고 고온 내성을 가진 기계적 씰에 사용됩니다.
실리콘 카바이드를 기계적 씰 표면에 사용하면 터빈, 압축기, 원심 펌프와 같은 회전 장비의 성능 향상, 씰 수명 연장, 유지보수 비용 절감, 그리고 운영 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 실리콘 카바이드는 제조 방식에 따라 다양한 특성을 가질 수 있습니다. 반응 결합 실리콘 카바이드는 반응 과정에서 실리콘 카바이드 입자들이 서로 결합되어 형성됩니다.
이 공정은 재료의 물리적 및 열적 특성 대부분에 큰 영향을 미치지 않지만, 재료의 내화학성을 제한합니다. 가장 흔히 문제가 되는 화학 물질은 가성소다(및 기타 고 pH 화학 물질)와 강산이므로, 반응 결합 실리콘 카바이드는 이러한 용도에 사용해서는 안 됩니다.
반응소결침투탄화규소. 이러한 소재는 금속 실리콘을 태워 침투시키는 과정에서 원래 SIC 소재의 기공이 채워지면서 2차 SiC가 생성되고, 뛰어난 기계적 성질을 획득하여 내마모성을 갖게 됩니다. 수축률이 매우 낮아 정밀한 공차를 가진 크고 복잡한 부품 생산에 사용될 수 있습니다. 그러나 실리콘 함량으로 인해 최대 작동 온도가 1,350°C로 제한되고, 내화학성 또한 pH 10 정도로 제한됩니다. 따라서 이 소재는 알칼리성 환경에서의 사용은 권장하지 않습니다.
소결탄화규소는 2000°C의 온도에서 미리 압축된 매우 미세한 SIC 과립을 소결하여 재료의 입자 사이에 강한 결합을 형성하여 얻습니다.
먼저 격자가 두꺼워지고, 그다음 기공률이 감소하며, 마지막으로 입자 간 결합이 소결됩니다. 이러한 가공 과정에서 제품이 약 20% 정도 크게 수축됩니다.
SSIC 씰 링 모든 화학 물질에 내성이 있습니다. 구조에 금속 실리콘이 없기 때문에 최대 1600°C의 온도에서도 강도에 영향을 미치지 않고 사용할 수 있습니다.
| 속성 | R-SiC | S-SiC |
| 다공성(%) | ≤0.3 | ≤0.2 |
| 밀도(g/cm3) | 3.05 | 3.1~3.15 |
| 경도 | 110~125(고등학생) | 2800(kg/mm2) |
| 탄성계수(Gpa) | ≥400 | ≥410 |
| SiC 함량(%) | ≥85% | ≥99% |
| Si 함량(%) | ≤15% | 0.10% |
| 굽힘 강도(Mpa) | ≥350 | 450 |
| 압축 강도(kg/mm2) | ≥2200 | 3900 |
| 열팽창계수(1/℃) | 4.5×10-6 | 4.3×10-6 |
| 내열성(대기 중)(℃) | 1300 | 1600 |
TC 기계적 씰
TC 소재는 높은 경도, 강도, 내마모성, 내식성을 특징으로 합니다. "산업용 톱니"라고도 불립니다. 탁월한 성능으로 인해 군수 산업, 항공우주, 기계 가공, 야금, 석유 시추, 전자 통신, 건축 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 예를 들어, 펌프, 압축기, 교반기 등에서 텅스텐 카바이드 링은 기계적 씰로 사용됩니다. 우수한 내마모성과 높은 경도는 고온, 마찰 및 부식에 강한 내마모성 부품 제조에 적합합니다.
TC는 화학적 조성과 사용 특성에 따라 텅스텐 코발트(YG), 텅스텐 티타늄(YT), 텅스텐 티타늄 탄탈륨(YW), 티타늄 카바이드(YN)의 네 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
텅스텐 코발트(YG) 경질 합금은 WC와 Co로 구성되어 있습니다. 주철, 비철 금속 및 비금속 재료와 같은 취성 재료를 가공하는 데 적합합니다.
스텔라이트(YT)는 WC, TiC, Co로 구성되어 있습니다. 합금에 TiC를 첨가하면 내마모성은 향상되지만, 굽힘 강도, 연삭 성능, 열전도도는 저하됩니다. 저온에서 취성을 나타내므로 고속 절삭 일반 소재에만 적합하며, 취성 소재 가공에는 적합하지 않습니다.
텅스텐, 티타늄, 탄탈륨(니오븀), 코발트(YW)를 합금에 첨가하여 적정량의 탄탈륨 카바이드 또는 니오븀 카바이드를 통해 고온 경도, 강도 및 내마모성을 향상시킵니다. 동시에, 종합 절삭 성능이 향상되어 인성도 향상됩니다. 주로 경질 소재의 절삭 및 단속 절삭에 사용됩니다.
탄화 티타늄 기반(YN)은 TiC, 니켈, 몰리브덴의 경질상을 갖는 경질 합금입니다. 높은 경도, 내접착성, 내초월마모성, 내산화성이 장점입니다. 1000도 이상의 고온에서도 가공이 가능하며, 합금강의 연속 정삭 및 담금질에 적합합니다.
| 모델 | 니켈 함량(중량%) | 밀도(g/cm²) | 경도(HRA) | 굽힘 강도(≥N/mm²) |
| YN6 | 5.7-6.2 | 14.5-14.9 | 88.5-91.0 | 1800 |
| YN8 | 7.7-8.2 | 14.4-14.8 | 87.5-90.0 | 2000 |
| 모델 | 코발트 함량(중량%) | 밀도(g/cm²) | 경도(HRA) | 굽힘 강도(≥N/mm²) |
| YG6 | 5.8-6.2 | 14.6-15.0 | 89.5-91.0 | 1800 |
| YG8 | 7.8-8.2 | 14.5-14.9 | 88.0-90.5 | 1980 |
| YG12 | 11.7-12.2 | 13.9-14.5 | 87.5-89.5 | 2400 |
| YG15 | 14.6-15.2 | 13.9-14.2 | 87.5-89.0 | 2480 |
| YG20 | 19.6-20.2 | 13.4-13.7 | 85.5-88.0 | 2650 |
| YG25 | 24.5-25.2 | 12.9-13.2 | 84.5-87.5 | 2850 |