씰 재료를 선택하는 것은 응용 제품의 품질, 수명 및 성능을 결정하고 향후 문제를 줄이는 데 중요한 역할을 하기 때문에 중요합니다. 여기에서는 환경이 씰 재료 선택에 어떤 영향을 미치는지, 가장 일반적인 재료와 가장 적합한 응용 분야에 대해 살펴보겠습니다.
환경적 요인
씰이 노출될 환경은 디자인과 재료를 선택할 때 중요합니다. 안정적인 씰 표면 생성, 열 전도성, 내화학성, 우수한 내마모성을 포함하여 모든 환경에 씰 재료에 필요한 여러 가지 주요 특성이 있습니다.
일부 환경에서는 이러한 속성이 다른 환경보다 더 강해야 합니다. 환경을 고려할 때 고려해야 할 다른 재료 특성에는 경도, 강성, 열팽창, 마모 및 내화학성이 포함됩니다. 이러한 점을 염두에두면 씰에 이상적인 재료를 찾는 데 도움이 될 것입니다.
또한 환경에 따라 씰의 우선 순위를 정할 수 있는지 여부가 가격이나 품질에 따라 결정될 수 있습니다. 거칠고 열악한 환경의 경우 이러한 조건을 견딜 수 있을 만큼 충분히 강해야 하는 재료로 인해 씰의 가격이 더 비쌀 수 있습니다.
이러한 환경에서는 고품질 씰을 구입하는 데 비용을 지출하면 품질이 낮은 씰로 인해 발생할 수 있는 비용이 많이 드는 가동 중단, 수리, 씰의 개조 또는 교체를 방지하는 데 도움이 되므로 시간이 지나면서 그 가치를 되찾을 수 있습니다. 윤활 특성이 있는 매우 깨끗한 유체인 경우 고품질 베어링을 선호하여 더 저렴한 씰을 구입할 수 있습니다.
일반적인 씰 재료
탄소
씰 표면에 사용되는 탄소는 비정질 탄소와 흑연의 혼합물이며, 각 비율에 따라 최종 탄소 등급의 물리적 특성이 결정됩니다. 자체 윤활이 가능한 불활성이고 안정적인 재료입니다.
이는 메카니컬 씰의 한 쌍의 단면 중 하나로 널리 사용되며 건식 윤활 또는 소량 윤활 상태의 분할 원주 씰 및 피스톤 링에도 널리 사용되는 재료입니다. 이 탄소/흑연 혼합물은 다공성 감소, 마모 성능 향상 또는 강도 향상과 같은 다양한 특성을 부여하기 위해 다른 재료와 함침될 수도 있습니다.
열경화성 수지 함침 카본 씰은 기계적 씰에 가장 일반적이며, 대부분의 수지 함침 카본은 강염기부터 강산까지 광범위한 화학 물질에서 작동할 수 있습니다. 또한 압력 왜곡을 제어하는 데 도움이 되는 우수한 마찰 특성과 적절한 계수를 가지고 있습니다. 이 소재는 물, 냉각수, 연료, 오일, 경화학 용액, 식품 및 의약품 응용 분야에서 최대 260°C(500°F)의 일반 작업에 적합합니다.
안티몬 함침 탄소 씰은 안티몬의 강도와 모듈러스로 인해 성공적인 것으로 입증되었으며, 더 강하고 견고한 재료가 필요할 때 고압 응용 분야에 적합합니다. 또한 이 씰은 고점도 유체 또는 경질 탄화수소를 사용하는 응용 분야에서 기포 발생에 대한 저항력이 더 강하여 많은 정유소 응용 분야의 표준 등급이 되었습니다.
탄소는 건식 작동, 극저온 및 진공 응용 분야를 위한 불소와 같은 피막 형성제나 고온, 고속 및 800ft/초 및 약 537°C(1,000°F)의 터빈 응용 분야를 위한 인산염과 같은 산화 억제제로 함침될 수도 있습니다.
세라믹
세라믹은 천연 또는 합성 화합물, 가장 일반적으로 산화알루미나 또는 알루미나로 만든 무기 비금속 재료입니다. 융점이 높고 경도가 높으며 내마모성, 내산화성이 높아 기계, 화학, 석유, 제약, 자동차 등의 산업에 널리 사용됩니다.
또한 유전 특성이 뛰어나 전기 절연체, 내마모성 부품, 연삭 매체 및 고온 부품에 일반적으로 사용됩니다. 고순도의 알루미나는 일부 강산을 제외한 대부분의 공정 유체에 대해 우수한 내화학성을 갖고 있어 많은 기계적 씰 응용 분야에 사용됩니다. 그러나 알루미나는 열 충격으로 인해 쉽게 파손될 수 있으므로 이것이 문제가 될 수 있는 일부 응용 분야에서는 사용이 제한되었습니다.
탄화규소는 실리카와 코크스를 융합하여 만들어집니다. 화학적으로 세라믹과 유사하지만 윤활 품질이 더 좋고 단단하기 때문에 열악한 환경에서 내구성이 뛰어난 솔루션입니다.
또한 씰을 다시 덮고 광택을 낼 수 있으므로 씰은 수명이 다할 때까지 여러 번 새로 단장할 수 있습니다. 일반적으로 우수한 화학적 내식성, 고강도, 고경도, 우수한 내마모성, 작은 마찰 계수 및 고온 저항으로 인해 기계적 씰과 같이 기계적으로 더 많이 사용됩니다.
기계적 씰 표면에 탄화규소를 사용하면 성능이 향상되고 씰 수명이 늘어나며 유지 관리 비용이 낮아지고 터빈, 압축기, 원심 펌프와 같은 회전 장비의 운영 비용이 낮아집니다. 탄화규소는 제조 방법에 따라 다양한 특성을 가질 수 있습니다. 반응 결합 탄화규소는 반응 공정에서 탄화규소 입자를 서로 결합시켜 형성됩니다.
이 공정은 재료의 대부분의 물리적 및 열적 특성에 큰 영향을 미치지 않지만 재료의 화학적 저항성을 제한합니다. 문제가 되는 가장 일반적인 화학물질은 부식제(및 기타 높은 pH 화학물질)와 강산이므로 반응 결합 탄화규소는 이러한 응용 분야에 사용해서는 안 됩니다.
자가 소결 탄화규소는 2,000°C 이상의 온도, 불활성 환경에서 비산화물 소결 보조제를 사용하여 탄화규소 입자를 직접 소결하여 만들어집니다. 2차 재료(예: 실리콘)가 없기 때문에 직접 소결 재료는 원심 펌프에서 볼 수 있는 거의 모든 유체 및 공정 조건에 화학적으로 내성이 있습니다.
텅스텐 카바이드는 실리콘 카바이드와 같이 다용도가 높은 소재이지만 탄성이 높아서 약간만 휘어지고 면 왜곡을 방지할 수 있으므로 고압 응용 분야에 더 적합합니다. 탄화규소와 마찬가지로 다시 랩핑하고 연마할 수 있습니다.
텅스텐 카바이드는 대부분 초경합금으로 제조되므로 텅스텐 카바이드를 그 자체에 결합시키려는 시도는 없습니다. 텅스텐 카바이드 입자를 서로 결합하거나 접합하기 위해 2차 금속이 추가되어 텅스텐 카바이드와 금속 바인더의 특성이 결합된 재료가 생성됩니다.
이는 텅스텐 카바이드 단독으로 가능한 것보다 더 큰 인성과 충격 강도를 제공함으로써 유리하게 사용되었습니다. 초경합금 텅스텐의 약점 중 하나는 밀도가 높다는 것입니다. 과거에는 코발트 결합 텅스텐 카바이드가 사용되었으나 산업에서 요구되는 화학적 호환성 범위가 부족하여 점차적으로 니켈 결합 텅스텐 카바이드로 대체되었습니다.
니켈 결합 텅스텐 카바이드는 고강도 및 고인성 특성이 요구되는 씰 표면에 널리 사용되며 일반적으로 유리 니켈에 의해 제한되는 우수한 화학적 호환성을 갖습니다.
GFPTFE
GFPTFE는 내화학성이 우수하며, 추가된 유리는 밀봉면의 마찰을 줄여줍니다. 상대적으로 깨끗한 용도에 이상적이며 다른 재료보다 저렴합니다. 씰을 요구 사항과 환경에 더 잘 일치시켜 전반적인 성능을 향상시킬 수 있는 하위 변형이 있습니다.
부나
Buna(니트릴 고무라고도 함)는 O-링, 실런트 및 성형 제품을 위한 비용 효과적인 엘라스토머입니다. 기계적 성능으로 잘 알려져 있으며 석유 기반, 석유화학 및 화학 응용 분야에서 우수한 성능을 발휘합니다. 또한 유연성이 없기 때문에 원유, 물, 각종 알코올, 실리콘 그리스 및 유압유 용도로 널리 사용됩니다.
Buna는 합성고무 공중합체이기 때문에 금속 접착력과 내마모성 재료가 요구되는 용도에 적합하며, 이러한 화학적 배경은 실란트 용도에도 이상적입니다. 또한, 내산성, 약알칼리성에 약하도록 설계되어 저온에도 견딜 수 있습니다.
Buna는 고온, 날씨, 햇빛 및 증기 저항성과 같은 극한 요인이 있는 용도로 제한되며 산과 과산화물을 함유한 CIP(Clean-In-Place) 살균제에는 적합하지 않습니다.
EPDM
EPDM은 씰, O-링, 튜브 및 와셔용 자동차, 건설 및 기계 응용 분야에 일반적으로 사용되는 합성 고무입니다. 부나에 비해 가격은 비싸지만, 오래 지속되는 높은 인장강도 덕분에 다양한 열적, 기후적, 기계적 특성을 견딜 수 있다. 물, 염소, 표백제 및 기타 알칼리성 물질과 관련된 응용 분야에 다목적이며 이상적입니다.
EPDM은 탄력성과 접착성으로 인해 한번 늘어나면 온도에 관계없이 원래의 모양으로 돌아옵니다. EPDM은 석유, 유체, 염소화 탄화수소 또는 탄화수소 용매 응용 분야에는 권장되지 않습니다.
비톤
Viton은 O-링 및 씰에 가장 일반적으로 사용되는 오래 지속되는 고성능 불소화 탄화수소 고무 제품입니다. 다른 고무 소재보다 가격이 비싸지만 가장 까다롭고 까다로운 밀봉 요구 사항에 선호되는 옵션입니다.
지방족 및 방향족 탄화수소, 할로겐화 유체 및 강산성 재료와 같은 재료를 포함하여 오존, 산화 및 극한 기후 조건에 대한 저항력이 있는 이 제품은 더욱 견고한 불소탄성체 중 하나입니다.
씰링에 적합한 재료를 선택하는 것은 응용 분야의 성공을 위해 중요합니다. 많은 씰 재료가 유사하지만 각각은 특정 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 용도로 사용됩니다.
게시 시간: 2023년 7월 12일