기계식 씰누출 방지는 다양한 산업 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다. 해양 산업에서도 마찬가지입니다.펌프 기계식 씰회전축 기계식 밀봉 장치. 그리고 석유 및 가스 산업에는 이러한 장치가 있습니다.카트리지 기계식 씰,분할형 기계식 씰 또는 건식 가스 기계식 씰이 있습니다. 자동차 산업에서는 수냉식 기계식 씰이 있고, 화학 산업에서는 믹서 기계식 씰(교반기 기계식 씰)과 압축기 기계식 씰이 있습니다.
사용 조건에 따라 다양한 재질의 기계적 밀봉 솔루션이 필요합니다. 사용되는 재질은 매우 다양합니다.기계식 샤프트 씰 세라믹 기계식 씰, 탄소 기계식 씰, 실리콘 카바이드 기계식 씰 등,SSIC 기계식 씰 및TC 기계식 씰.
세라믹 기계식 씰
세라믹 기계식 씰은 회전축과 고정 하우징과 같은 두 표면 사이에서 유체 누출을 방지하도록 설계된 다양한 산업 분야에서 중요한 부품입니다. 이러한 씰은 탁월한 내마모성, 내식성 및 극한 온도에서도 견딜 수 있는 능력으로 높은 평가를 받고 있습니다.
세라믹 기계식 씰의 주요 역할은 유체 손실이나 오염을 방지하여 장비의 무결성을 유지하는 것입니다. 이러한 씰은 석유 및 가스, 화학 공정, 수처리, 제약, 식품 가공 등 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 세라믹 씰이 널리 사용되는 이유는 내구성이 뛰어난 구조 때문입니다. 세라믹 씰은 다른 씰 재료에 비해 우수한 성능 특성을 제공하는 첨단 세라믹 소재로 만들어집니다.
세라믹 기계식 씰은 크게 두 가지 구성 요소로 이루어져 있습니다. 하나는 기계식 고정면(일반적으로 세라믹 재질)이고, 다른 하나는 기계식 회전면(일반적으로 탄소 흑연 재질)입니다. 두 면이 스프링 힘에 의해 압착되어 유체 누출을 효과적으로 차단하는 역할을 합니다. 장비 작동 중에는 씰링면 사이에 윤활막이 형성되어 마찰과 마모를 줄이는 동시에 밀봉 상태를 유지합니다.
세라믹 기계식 씰을 다른 유형의 씰과 차별화하는 중요한 요소 중 하나는 탁월한 내마모성입니다. 세라믹 소재는 뛰어난 경도를 지니고 있어 마모가 심한 환경에서도 큰 손상 없이 견딜 수 있습니다. 따라서 세라믹 씰은 수명이 길어 부드러운 소재로 만든 씰보다 교체 또는 유지 보수 빈도가 훨씬 적습니다.
세라믹은 내마모성 외에도 탁월한 열 안정성을 나타냅니다. 고온에서도 열화되거나 밀봉 효율이 저하되지 않고 견딜 수 있습니다. 따라서 다른 밀봉 재료가 조기에 손상될 수 있는 고온 환경에 사용하기에 적합합니다.
마지막으로, 세라믹 기계식 씰은 다양한 부식성 물질에 대한 저항성을 갖춘 탁월한 화학적 호환성을 제공합니다. 따라서 유해한 화학 물질과 부식성 유체를 일상적으로 다루는 산업 분야에서 매력적인 선택입니다.
세라믹 기계식 씰은 필수적입니다.구성 요소 씰산업 설비의 유체 누출을 방지하도록 설계되었습니다. 내마모성, 열 안정성 및 화학적 호환성과 같은 고유한 특성으로 인해 다양한 산업 분야의 여러 응용 분야에서 선호되는 소재입니다.
| 세라믹의 물리적 특성 | ||||
| 기술적 매개변수 | 단위 | 95% | 99% | 99.50% |
| 밀도 | g/cm3 | 3.7 | 3.88 | 3.9 |
| 경도 | HRA | 85 | 88 | 90 |
| 다공성 비율 | % | 0.4 | 0.2 | 0.15 |
| 파괴 강도 | MPa | 250 | 310 | 350 |
| 열팽창 계수 | 10(-6)/K | 5.5 | 5.3 | 5.2 |
| 열전도율 | W/MK | 27.8 | 26.7 | 26 |
탄소 기계식 씰
탄소 기계식 씰은 오랜 역사를 가지고 있습니다. 흑연은 탄소 원소의 동위체입니다. 1971년, 미국에서는 원자력 밸브의 누출 문제를 해결하는 데 성공한 연성 흑연 기계식 씰 소재에 대한 연구가 진행되었습니다. 심층 가공을 통해 연성 흑연은 우수한 밀봉 소재가 되었으며, 이를 이용하여 다양한 탄소 기계식 씰 부품이 제작되었습니다. 이러한 탄소 기계식 씰은 화학, 석유, 전력 산업 등 고온 유체 밀봉 분야에서 사용됩니다.
연성 흑연은 고온에서 팽창 흑연이 팽창하여 형성되기 때문에 연성 흑연 내에 남아 있는 층간 삽입제의 양은 매우 적지만 완전히 제거되지는 않으므로 층간 삽입제의 존재 및 조성은 제품의 품질과 성능에 큰 영향을 미칩니다.
탄소 밀봉면 재질 선택
원래 발명자는 산화제 및 삽입제로 진한 황산을 사용했습니다. 그러나 금속 부품의 밀봉에 적용한 후 장기간 사용 시 유연 흑연에 남아 있는 소량의 황이 접촉 금속을 부식시키는 문제가 발견되었습니다. 이러한 점을 고려하여 국내 학자들은 개선을 시도해 왔는데, 송커민은 황산 대신 아세트산과 유기산을 선택했습니다. 질산에 아세트산을 천천히 첨가하고 온도를 실온으로 낮춘 후 질산과 아세트산의 혼합물을 제조했습니다. 이 혼합물을 삽입제로 사용하여 산화제로 과망간산칼륨을 사용하고, 질산에 아세트산을 천천히 첨가하여 온도를 실온으로 낮춘 후 질산과 아세트산의 혼합물을 만들어 황이 없는 팽창 흑연을 제조했습니다. 그런 다음 이 혼합물에 천연 플레이크 흑연과 과망간산칼륨을 첨가했습니다. 30℃의 온도에서 지속적으로 교반하면서 40분간 반응시킨 후, 물을 중성으로 세척하고 50~60℃에서 건조하여 고온 팽창을 통해 팽창 흑연을 제조한다. 이 방법은 제품이 일정 부피만큼 팽창하는 조건에서 가황 처리를 하지 않으므로 비교적 안정적인 밀봉재를 얻을 수 있다.
| 유형 | 엠106H | 엠120H | 엠106케이 | 엠120K | 엠106F | 엠120F | 엠106D | 엠120디 | 엠254디 |
| 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 |
탄화규소 기계식 씰
탄화규소(SiC)는 카보런덤이라고도 하며, 석영 모래, 석유 코크스(또는 석탄 코크스), 목재 조각(녹색 탄화규소 생산 시 첨가) 등으로 만들어집니다. 탄화규소는 뽕나무와 같은 희귀 광물에서도 발견됩니다. 현대의 탄소, 질소, 붕소 등의 비산화물 고기술 내화물 원료 중에서 탄화규소는 가장 널리 사용되고 경제적인 재료 중 하나로, 금강사 또는 내화물 모래라고도 불립니다. 현재 중국의 탄화규소 산업 생산은 흑색 탄화규소와 녹색 탄화규소로 나뉘며, 둘 다 3.20~3.25의 육각형 결정 구조를 가지며 미세경도는 2840~3320kg/m²입니다.
탄화규소 제품은 적용 환경에 따라 여러 종류로 분류됩니다. 일반적으로 기계적인 용도로 많이 사용됩니다. 예를 들어, 탄화규소는 우수한 내화학성, 높은 강도, 높은 경도, 뛰어난 내마모성, 낮은 마찰 계수 및 고온 저항성 덕분에 탄화규소 기계식 씰에 이상적인 소재입니다.
SIC 씰링 링은 고정 링, 이동 링, 평면 링 등으로 나눌 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 소재와 결합하여 사용할 수 있으며, 마찰 계수가 알루미나 세라믹 및 경합금보다 작기 때문에 특히 강산 및 강알칼리 환경과 같은 높은 PV 값 조건에서 사용할 수 있습니다.
SIC의 마찰 감소는 기계식 씰에 적용할 때 얻을 수 있는 주요 이점 중 하나입니다. 따라서 SIC는 다른 재료보다 마모에 강하여 씰의 수명을 연장합니다. 또한 SIC의 마찰 감소는 윤활 필요성을 줄여줍니다. 윤활이 필요 없으면 오염 및 부식 가능성이 줄어들어 효율성과 신뢰성이 향상됩니다.
SIC는 내마모성 또한 매우 뛰어납니다. 이는 지속적인 사용에도 열화되거나 파손되지 않고 견딜 수 있음을 의미합니다. 따라서 높은 수준의 신뢰성과 내구성이 요구되는 용도에 이상적인 소재입니다.
또한, 연마 및 광택 처리가 가능하므로 수명 기간 동안 여러 번 씰을 재정비할 수 있습니다. 내화학성, 높은 강도, 높은 경도, 우수한 내마모성, 낮은 마찰 계수 및 고온 저항성 덕분에 일반적으로 기계식 씰과 같은 기계적인 용도에 더 많이 사용됩니다.
기계식 밀봉면에 사용되는 탄화규소는 터빈, 압축기, 원심 펌프와 같은 회전 장비의 성능 향상, 밀봉 수명 연장, 유지 보수 비용 절감 및 운영 비용 절감 효과를 가져옵니다. 탄화규소는 제조 방식에 따라 다양한 특성을 가질 수 있습니다. 반응 결합 탄화규소는 반응 공정을 통해 탄화규소 입자들을 서로 결합시켜 만들어집니다.
이 공정은 재료의 물리적 및 열적 특성 대부분에 큰 영향을 미치지 않지만, 재료의 내화학성을 제한합니다. 문제가 되는 가장 일반적인 화학 물질은 부식성 물질(및 기타 고pH 화학 물질)과 강산이므로, 반응 결합 실리콘 카바이드는 이러한 용도에 사용해서는 안 됩니다.
반응소결침투탄화규소(SiC)는 기존 SIC 소재의 기공이 침투 공정을 통해 금속 실리콘이 연소되면서 채워지는 소재입니다. 이 과정에서 2차 SiC가 생성되어 탁월한 기계적 특성과 내마모성을 갖게 됩니다. 수축률이 매우 낮아 정밀한 공차를 요구하는 크고 복잡한 부품 생산에 적합합니다. 그러나 실리콘 함량으로 인해 최대 사용 온도는 1,350°C로 제한되며, 내화학성 또한 pH 10 정도로 제한적입니다. 따라서 알칼리성 환경에서의 사용은 권장되지 않습니다.
소결탄화규소는 미리 압축된 매우 미세한 탄화규소 과립을 2000°C의 온도에서 소결하여 재료 입자 사이에 강력한 결합을 형성함으로써 얻어집니다.
먼저 격자 구조가 두꺼워지고, 그 다음 기공률이 감소하며, 마지막으로 입자 간 결합이 소결됩니다. 이러한 과정에서 제품의 상당한 수축(약 20%)이 발생합니다.
SSIC 씰링 링 이 소재는 모든 화학 물질에 내성이 있습니다. 구조에 금속 실리콘이 포함되어 있지 않으므로 강도 저하 없이 최대 1600°C의 온도에서 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 (HS) | 2800 (kg/mm2) |
| 탄성 계수(Gpa) | ≥400 | ≥410 |
| SiC 함량(%) | 85% 이상 | 99% 이상 |
| 실리콘 함량(%) | 15% 이하 | 0.10% |
| 굽힘 강도(Mpa) | ≥350 | 450 |
| 압축 강도 (kg/mm2) | ≥2200 | 3900 |
| 열팽창 계수 (1/℃) | 4.5×10⁻⁶ | 4.3×10⁻⁶ |
| 내열성(대기 중에서) (℃) | 1300 | 1600 |
TC 기계식 씰
TC 소재는 높은 경도, 강도, 내마모성 및 내식성을 특징으로 하며, "산업용 치아"로 알려져 있습니다. 이러한 우수한 성능 덕분에 군수 산업, 항공우주, 기계 가공, 야금, 석유 시추, 전자 통신, 건축 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 예를 들어, 펌프, 압축기, 교반기 등에는 텅스텐 카바이드 링이 기계식 씰로 사용됩니다. 뛰어난 내마모성과 높은 경도로 인해 고온, 마찰, 부식 환경에 노출되는 내마모성 부품 제조에 적합합니다.
화학적 조성 및 사용 특성에 따라 TC는 텅스텐 코발트(YG), 텅스텐-티타늄(YT), 텅스텐 티타늄 탄탈륨(YW), 티타늄 카바이드(YN)의 네 가지 범주로 나눌 수 있다.
텅스텐 코발트(YG) 경질 합금은 WC와 Co로 구성되어 있으며, 주철, 비철금속 및 비금속 재료와 같은 취성 재료 가공에 적합합니다.
스텔라이트(YT)는 백금(WC), 탄산티타늄(TiC), 코발트(Co)로 구성됩니다. TiC를 첨가함으로써 내마모성은 향상되지만, 굽힘 강도, 연삭 성능 및 열전도율은 저하됩니다. 또한 저온에서 취성이 있어 고속 절삭이 필요한 일반 재료에만 적합하며, 취성 재료 가공에는 적합하지 않습니다.
텅스텐 티타늄 탄탈륨(니오븀)코발트(YW) 합금은 적절한 양의 탄탈륨 카바이드 또는 니오븀 카바이드를 첨가하여 고온 경도, 강도 및 내마모성을 향상시킵니다. 동시에 인성도 향상되어 종합적인 절삭 성능이 개선됩니다. 주로 경질 재료 절삭 및 간헐 절삭에 사용됩니다.
탄화티타늄계(YN) 합금은 TiC, 니켈, 몰리브덴의 경질상을 갖는 경질 합금입니다. 높은 경도, 접착 저항성, 내마모성, 내산화성이 우수하며, 1000도 이상의 고온에서도 가공이 가능합니다. 합금강 및 담금질강의 연속 가공에 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 |