기계적 씰 설치 및 분해에 대한 포괄적인 가이드

추상적인

기계식 씰은 회전 기계의 핵심 부품으로, 고정 부품과 회전 부품 사이의 유체 누출을 방지하는 주요 장벽 역할을 합니다. 적절한 설치 및 분해는 씰의 성능, 사용 수명 및 장비의 전반적인 신뢰성을 직접적으로 결정합니다. 본 가이드는 작동 전 준비 및 공구 선택부터 설치 후 테스트 및 분해 후 검사에 이르기까지 전체 프로세스를 단계별로 자세히 설명합니다. 또한, 최적의 씰 기능을 보장하고 유지보수 비용을 절감하며 가동 중단 시간을 최소화하기 위한 일반적인 과제, 안전 프로토콜 및 모범 사례를 다룹니다. 기술적 정확성과 실용성에 중점을 둔 본 문서는 석유 및 가스, 화학 처리, 수처리, 발전 등의 산업 분야에서 일하는 유지보수 엔지니어, 기술자 및 전문가를 대상으로 합니다.

1. 서론

기계적 씰기계적 씰은 뛰어난 누출 제어, 낮은 마찰, 그리고 긴 수명으로 대부분의 현대식 회전 장비(예: 펌프, 압축기, 믹서)에서 기존의 패킹 씰을 대체해 왔습니다. 압축 편조 소재를 사용하여 밀봉하는 패킹 씰과 달리, 기계적 씰은 정밀하게 연마된 두 개의 평평한 면(하나는 고정형(장비 하우징에 고정)이고 다른 하나는 회전형(샤프트에 부착))을 사용하며, 이 두 면은 서로 미끄러져 유체 누출을 방지합니다. 그러나 기계적 씰의 성능은 올바른 설치와 신중한 분해에 크게 좌우됩니다. 씰 면의 정렬 불량이나 부적절한 토크 적용과 같은 사소한 오류조차도 조기 고장, 값비싼 누출, 그리고 환경적 위험으로 이어질 수 있습니다.

 

본 가이드는 설치 및 분해에 중점을 두고 기계적 씰 수명 주기의 모든 단계를 포괄하도록 구성되었습니다. 장비 검사, 재료 검증, 공구 설치를 포함한 설치 전 준비부터 시작합니다. 이후 섹션에서는 다양한 유형의 기계적 씰(예: 단일 스프링, 다중 스프링, 카트리지 씰)에 대한 단계별 설치 절차를 자세히 설명하고, 설치 후 테스트 및 검증을 다룹니다. 분해 섹션에서는 안전한 제거 방법, 부품 마모 또는 손상 검사, 재조립 또는 교체 지침을 설명합니다. 또한, 안전 고려 사항, 일반적인 문제 해결 방법, 그리고 씰 수명 연장을 위한 유지보수 모범 사례도 다룹니다.

2. 사전 설치 준비

 

설치 전 준비는 성공적인 기계적 씰 성능의 기초입니다. 이 단계를 서두르거나 중요한 점검 사항을 간과하면 피할 수 있는 오류와 씰 고장으로 이어질 수 있습니다. 다음 단계에서는 설치 과정을 시작하기 전에 완료해야 할 주요 작업을 간략하게 설명합니다.

2.1 장비 및 구성 요소 검증

 

작업을 시작하기 전에 모든 장비와 구성품이 필수 사양을 충족하고 상태가 양호한지 확인하는 것이 중요합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

 

  • 씰 호환성 점검: 기계적 씰이 취급 유체(예: 온도, 압력, 화학 성분), 장비 모델 및 샤프트 크기와 호환되는지 확인하십시오. 제조업체의 데이터시트 또는 기술 매뉴얼을 참조하여 씰의 설계(예: 엘라스토머 재질, 표면 재질)가 적용 요건에 부합하는지 확인하십시오. 예를 들어, 용수용 씰은 석유계 유체의 고온 및 화학적 부식을 견디지 못할 수 있습니다.
  • 부품 검사: 모든 씰 부품(고정면, 회전면, 스프링, 엘라스토머, O-링, 개스킷, 하드웨어)에 손상, 마모 또는 결함이 있는지 검사합니다. 씰 표면에 균열, 깨짐 또는 긁힘이 있는지 확인하십시오. 사소한 결함이라도 누출의 원인이 될 수 있습니다. 엘라스토머(예: 니트릴, 비톤, EPDM)의 경우 경도, 유연성, 노화 징후(예: 취성, 팽창)를 검사하십시오. 열화된 엘라스토머는 효과적인 씰을 형성할 수 없습니다. 스프링은 씰 표면 사이에 필요한 접촉 압력을 유지하므로 녹, 변형 또는 피로가 없는지 확인하십시오.
  • 샤프트 및 하우징 검사: 장비 샤프트(또는 슬리브)와 하우징에 씰 정렬이나 장착에 영향을 줄 수 있는 손상이 있는지 검사합니다. 회전 씰 구성 요소가 장착될 부위에 편심, 타원도 또는 표면 결함(예: 긁힘, 홈)이 있는지 샤프트를 검사합니다. 엘라스토머 손상을 방지하고 적절한 밀봉을 보장하기 위해 샤프트 표면은 매끄럽게 마감되어야 합니다(일반적으로 Ra 0.2~0.8μm). 하우징 보어의 마모, 정렬 불량 또는 이물질을 검사하고, 고정 씰 시트(하우징에 내장된 경우)가 평평하고 손상이 없는지 확인합니다.
  • 치수 검증: 정밀 측정 도구(예: 캘리퍼스, 마이크로미터, 다이얼 인디케이터)를 사용하여 주요 치수를 확인하십시오. 샤프트 직경을 측정하여 씰의 내경과 일치하는지 확인하고, 하우징 보어 직경을 씰의 외경과 비교하십시오. 샤프트 숄더와 하우징 면 사이의 거리를 확인하여 씰이 올바른 깊이에 설치되는지 확인하십시오.

2.2 도구 준비

 

설치 중 부품 손상을 방지하려면 올바른 도구를 사용하는 것이 중요합니다. 기계적 씰 설치에는 일반적으로 다음 도구가 필요합니다.

 

  • 정밀 측정 도구: 캘리퍼스(디지털 또는 버니어), 마이크로미터, 다이얼 인디케이터(정렬 확인용), 깊이 게이지는 치수와 정렬을 검증하는 데 사용됩니다.
  • 토크 공구: 제조업체 사양에 따라 보정된 토크 렌치(수동 또는 디지털)를 사용하여 볼트와 패스너에 정확한 토크를 적용합니다. 과도한 토크는 엘라스토머를 손상시키거나 씰 부품을 변형시킬 수 있으며, 토크가 부족하면 연결 부위가 헐거워지거나 누출이 발생할 수 있습니다.
  • 설치 도구: 설치 슬리브를 밀봉(장착 중 엘라스토머와 씰면을 보호), 샤프트 라이너(샤프트에 긁힘이 생기는 것을 방지), 부드러운 망치(예: 고무나 황동)를 사용하여 손상 없이 부품을 제자리에 고정합니다.
  • 청소 도구: 보풀이 없는 천, 비마모성 브러시, 호환되는 세척 용제(예: 이소프로필 알코올, 미네랄 스피릿)를 사용하여 부품과 장비 표면을 청소하십시오. 엘라스토머를 분해할 수 있는 강한 용제는 사용하지 마십시오.
  • 안전 장비: 안전 안경, 장갑(위험한 유체를 취급하는 경우 내화학성), 귀 보호 장비(시끄러운 장비를 다루는 경우), 얼굴 보호대(고압 작업용).

2.3 작업 영역 준비

 

깨끗하고 정돈된 작업 공간은 씰 파손의 주요 원인인 오염 위험을 최소화합니다. 작업 공간을 준비하려면 다음 단계를 따르세요.

 

  • 주변 청소: 작업 구역의 잔해, 먼지 및 기타 오염 물질을 제거하십시오. 주변 장비는 손상이나 오염을 방지하기 위해 덮어 두십시오.
  • 작업대 설치: 깨끗하고 평평한 작업대를 사용하여 씰 부품을 조립하세요. 씰 표면이 긁히지 않도록 작업대에 보풀이 없는 천이나 고무 매트를 깔아 보호하세요.
  • 구성품 라벨 부착: 씰을 분해한 경우(예: 점검용) 각 구성품에 라벨을 부착하여 재조립 시 문제가 없도록 하십시오. 작은 부품(예: 스프링, O-링)은 작은 용기나 봉지에 보관하여 분실을 방지하십시오.
  • 문서 검토: 제조업체의 설치 매뉴얼, 장비 도면, 안전보건자료(SDS)를 손쉽게 이용할 수 있도록 준비하십시오. 설치 절차는 제조업체마다 다를 수 있으므로, 설치 중인 씰 모델에 대한 구체적인 단계를 숙지하십시오.

3. 기계적 씰의 단계별 설치

 

설치 과정은 기계적 씰의 종류(예: 단일 스프링, 다중 스프링, 카트리지 씰)에 따라 약간씩 다릅니다. 그러나 정렬, 청결, 적절한 토크 적용이라는 핵심 원칙은 동일하게 유지됩니다. 이 섹션에서는 일반적인 설치 절차를 간략하게 설명하고, 다양한 씰 유형에 대한 구체적인 참고 사항을 제시합니다.

3.1 일반 설치 절차(카트리지 씰이 아닌 경우)

 

카트리지형 씰은 회전면, 고정면, 스프링, 엘라스토머 등 별도의 구성품으로 구성되어 있으며, 각각 개별적으로 설치해야 합니다. 설치 단계는 다음과 같습니다.

3.1.1 샤프트 및 하우징 준비

 

  1. 샤프트 및 하우징 청소: 보풀이 없는 천과 호환되는 용제를 사용하여 샤프트(또는 슬리브)와 하우징 보어를 청소하십시오. 오래된 씰 잔여물, 녹 또는 이물질을 제거하십시오. 잘 지워지지 않는 잔여물은 비연마성 브러시를 사용하십시오. 사포나 와이어 브러시는 샤프트 표면에 흠집을 낼 수 있으므로 사용하지 마십시오.
  2. 손상 여부 점검: 샤프트와 하우징을 다시 점검하여 설치 전 발견되지 않은 결함이 있는지 확인하십시오. 샤프트에 미세한 흠집이 있는 경우, 400~600방의 고운 사포를 사용하여 샤프트 회전 방향으로 표면을 연마하십시오. 흠집이나 편심이 더 심한 경우, 샤프트를 교체하거나 샤프트 슬리브를 설치하십시오.
  3. 윤활제 도포(필요한 경우): 샤프트 표면과 회전 씰 부품의 내부 보어에 호환되는 윤활제(예: 미네랄 오일, 실리콘 그리스)를 얇게 도포하십시오. 이렇게 하면 설치 중 마찰이 줄어들고 엘라스토머 손상이 방지됩니다. 윤활제가 취급하는 유체와 호환되는지 확인하십시오. 예를 들어, 수용성 유체에는 유성 윤활제를 사용하지 마십시오.

3.1.2 고정형 씰 구성 요소 설치

 

고정 씰 부품(고정면 + 고정 시트)은 일반적으로 장비 하우징에 장착됩니다. 다음 단계를 따르세요.

 

  1. 고정 시트 준비: 고정 시트에 손상이 있는지 확인하고 보풀이 없는 천으로 닦아주세요. 시트에 O-링이나 개스킷이 있는 경우, O-링에 윤활유를 얇게 바르면 설치가 용이합니다.
  2. 삽입하다고정식 좌석하우징에: 고정 시트를 하우징 보어에 조심스럽게 삽입하고 정렬이 올바른지 확인하십시오. 부드러운 망치를 사용하여 시트가 하우징 숄더에 완전히 안착될 때까지 두드려 고정하십시오. 고정 시트가 깨질 수 있으므로 과도한 힘을 가하지 마십시오.
  3. 고정 시트 고정(필요한 경우): 일부 고정 시트는 고정 링, 볼트 또는 글랜드 플레이트로 고정됩니다. 볼트를 사용하는 경우, 균일한 압력을 유지하기 위해 제조업체 사양에 따라 적절한 토크를 십자 형태로 가하십시오. 과도한 토크는 시트가 변형되거나 O-링이 손상될 수 있으므로 주의하십시오.

3.1.3 회전 씰 구성 요소 설치

 

회전 씰 부품(회전면 + 샤프트 슬리브 + 스프링)은 장비 샤프트에 장착됩니다. 다음 단계를 따르세요.

 

  1. 회전 부품 조립: 회전 부품이 미리 조립되어 있지 않은 경우, 제공된 부품(예: 셋스크류, 잠금 너트)을 사용하여 회전면을 샤프트 슬리브에 부착합니다. 회전면이 슬리브에 평평하게 정렬되고 단단히 조여졌는지 확인합니다. 스프링(단일 또는 다중 스프링)을 슬리브에 설치하고, 회전면에 균일한 압력이 유지되도록 제조업체의 도면에 따라 올바른 위치에 설치합니다.
  2. 회전 부품을 샤프트에 설치합니다. 회전면을 고정면과 평행하게 하여 회전 부품을 샤프트에 밀어 넣습니다. 설치 중 엘라스토머(예: 슬리브의 O-링)와 회전면이 긁히지 않도록 씰 설치 슬리브를 사용하십시오. 샤프트에 키홈이 있는 경우 슬리브의 키홈을 샤프트 키와 정렬하여 제대로 회전되도록 합니다.
  3. 회전 부품 고정: 회전 부품이 올바른 위치(일반적으로 샤프트 숄더 또는 고정 링에 닿음)에 놓이면 셋스크류나 잠금 너트를 사용하여 고정합니다. 셋스크류는 제조업체에서 지정한 토크로 십자형으로 조입니다. 슬리브가 변형되거나 회전면이 손상될 수 있으므로 과도하게 조이지 마십시오.

3.1.4 글랜드 플레이트 설치 및 최종 점검

 

  1. 글랜드 플레이트 준비: 글랜드 플레이트의 손상 여부를 검사하고 깨끗이 청소하십시오. 글랜드 플레이트에 O-링이나 개스킷이 있는 경우, 제조사 권장 사항에 따라 새 것으로 교체하고 윤활유를 얇게 도포하여 제대로 밀봉되도록 하십시오.
  2. 글랜드 플레이트 장착: 글랜드 플레이트를 씰 부품 위에 놓고 하우징 볼트와 정렬되도록 합니다. 볼트를 삽입하고 손으로 조여 글랜드 플레이트가 제자리에 고정되도록 합니다.
  3. 글랜드 플레이트 정렬: 다이얼 인디케이터를 사용하여 글랜드 플레이트와 샤프트의 정렬 상태를 확인하십시오. 글랜드 플레이트 보어에서 편심은 0.05mm(0.002인치) 미만이어야 합니다. 필요에 따라 볼트를 조정하여 정렬 오류를 수정하십시오.
  4. 글랜드 플레이트 볼트 토크 조정: 토크 렌치를 사용하여 글랜드 플레이트 볼트를 제조사에서 지정한 토크로 십자 모양으로 조이십시오. 이렇게 하면 씰 면 전체에 균일한 압력이 가해지고 정렬 불량이 방지됩니다. 토크 조정 후 런아웃을 다시 확인하여 정렬 상태를 확인하십시오.
  5. 최종 검사: 모든 구성품이 올바르게 설치되었는지 육안으로 검사합니다. 글랜드 플레이트와 하우징 사이에 틈새가 있는지 확인하고, 회전하는 구성품이 샤프트와 함께 자유롭게 움직이는지(결합이나 마찰 없이) 확인합니다.

3.2 카트리지 씰 설치

 

카트리지 씰은 회전면, 고정면, 스프링, 엘라스토머, 글랜드 플레이트를 포함하는 사전 조립된 유닛입니다. 설치가 간편하고 인적 오류 위험을 줄이도록 설계되었습니다. 카트리지 씰의 설치 절차는 다음과 같습니다.

3.2.1 설치 전 확인카트리지 씰

 

  1. 카트리지 장치 검사: 카트리지 씰을 포장에서 꺼내 배송 중 손상되었는지 검사하십시오. 씰 표면에 긁힘이나 이가 있는지 확인하고, 모든 부품(스프링, O-링)이 손상되지 않고 제자리에 있는지 확인하십시오.
  2. 호환성 확인: 제조업체의 부품 번호와 장비 사양을 교차 참조하여 카트리지 씰이 장비 샤프트 크기, 하우징 보어 및 응용 분야 매개변수(온도, 압력, 유체 유형)와 호환되는지 확인하세요.
  3. 카트리지 씰 청소: 보풀이 없는 천으로 카트리지 씰을 닦아 먼지나 이물질을 제거하십시오. 제조업체에서 지정하지 않은 경우 카트리지 장치를 분해하지 마십시오. 분해 시 씰 면의 사전 설정된 정렬이 깨질 수 있습니다.

3.2.2 샤프트 및 하우징 준비

 

  1. 샤프트 청소 및 검사: 3.1.1절과 동일한 단계에 따라 샤프트를 청소하고 손상 여부를 검사하십시오. 샤프트 표면이 매끄럽고 긁힘이나 녹이 없는지 확인하십시오.
  2. 샤프트 슬리브 설치(필요한 경우): 일부 카트리지 씰에는 별도의 샤프트 슬리브가 필요합니다. 해당되는 경우, 슬리브를 샤프트에 밀어 넣고 키웨이(있는 경우)에 맞춘 후, 셋스크류나 잠금 너트로 고정합니다. 하드웨어를 제조업체의 토크 사양에 따라 조이십시오.
  3. 하우징 보어 청소: 하우징 보어를 청소하여 오래된 씰 잔여물이나 이물질을 제거하십시오. 보어의 마모 또는 정렬 불량을 검사하십시오. 보어가 손상된 경우, 작업을 진행하기 전에 하우징을 수리하거나 교체하십시오.

3.2.3 카트리지 씰 설치

 

  1. 카트리지 씰 위치: 카트리지 씰을 하우징 보어와 샤프트에 맞춥니다. 카트리지의 장착 플랜지가 하우징 볼트 구멍과 정렬되었는지 확인합니다.
  2. 카트리지 씰을 제자리에 밀어 넣으세요. 카트리지 씰을 하우징 보어에 조심스럽게 밀어 넣으세요. 샤프트에 부착된 회전 부품이 자유롭게 움직이는지 확인하세요. 카트리지에 센터링 장치(예: 가이드 핀 또는 부싱)가 있는 경우, 정렬을 유지하기 위해 하우징과 맞물리도록 하세요.
  3. 카트리지 플랜지 고정: 장착 볼트를 카트리지 플랜지를 통해 하우징에 삽입합니다. 볼트를 손으로 조여 카트리지를 제자리에 고정합니다.
  4. 카트리지 씰 정렬: 다이얼 인디케이터를 사용하여 카트리지 씰과 샤프트의 정렬 상태를 확인하십시오. 회전 부품의 런아웃을 측정하십시오. 런아웃은 0.05mm(0.002인치) 미만이어야 합니다. 필요한 경우 장착 볼트를 조정하여 정렬 오류를 수정하십시오.
  5. 장착 볼트 조이기: 장착 볼트를 제조사에서 지정한 토크로 십자 모양으로 조이세요. 이렇게 하면 카트리지가 제자리에 고정되고 씰 면이 제대로 정렬됩니다.
  6. 설치 보조 도구 제거: 많은 카트리지 씰에는 운송 및 설치 중 씰 표면을 제자리에 고정하기 위한 임시 설치 보조 도구(예: 잠금 핀, 보호 커버)가 포함되어 있습니다. 이러한 보조 도구는 카트리지가 하우징에 완전히 고정된 후에만 제거하십시오. 너무 일찍 제거하면 씰 표면의 정렬이 어긋날 수 있습니다.

3.3 설치 후 테스트 및 검증

 

메카니컬 씰을 설치한 후에는 씰이 제대로 작동하고 누출이 없는지 테스트하는 것이 중요합니다. 장비를 완전히 가동하기 전에 다음 테스트를 수행해야 합니다.

3.3.1 정적 누출 테스트

 

정적 누출 테스트는 장비가 작동하지 않을 때(샤프트가 고정되어 있을 때) 누출을 점검합니다. 다음 단계를 따르세요.

 

  1. 장비 가압: 장비에 공정 유체(또는 물과 같은 호환되는 시험 유체)를 채우고 정상 작동 압력까지 가압합니다. 시험 유체를 사용하는 경우, 씰 재질과 호환되는지 확인하십시오.
  2. 누출 모니터링: 씰 부위의 누출 여부를 육안으로 검사하십시오. 글랜드 플레이트와 하우징, 샤프트 및 회전 부품, 그리고 씰 표면 사이의 접촉면을 점검하십시오. 흡수성 종이를 사용하여 육안으로 보이지 않는 작은 누출을 확인하십시오.
  3. 누출률 평가: 허용 누출률은 적용 분야 및 산업 표준에 따라 달라집니다. 대부분의 산업용 적용 분야에서는 분당 5방울 미만의 누출률이 허용됩니다. 누출률이 허용 한계를 초과하는 경우, 장비를 정지하고 압력을 낮춘 후 씰의 정렬 불량, 부품 손상 또는 부적절한 설치 여부를 검사하십시오.

3.3.2 동적 누출 테스트

 

동적 누출 검사는 장비가 작동 중일 때(샤프트가 회전할 때) 누출 여부를 검사합니다. 다음 단계를 따르세요.

 

  1. 장비 시동: 장비를 시동하고 정상 작동 속도와 온도에 도달하도록 합니다. 장비에서 비정상적인 소음이나 진동이 발생하는지 모니터링하십시오. 이는 씰의 정렬 불량이나 씰링 손상의 징후일 수 있습니다.
  2. 누출 모니터링: 장비 작동 중 씰 부위의 누출 여부를 육안으로 검사하십시오. 씰 면의 과열 여부를 확인하십시오. 과열은 윤활 부족이나 씰 면의 정렬 불량을 나타낼 수 있습니다.
  3. 압력 및 온도 점검: 공정 압력과 온도가 씰의 작동 한계 내에 있는지 모니터링하십시오. 압력이나 온도가 지정된 범위를 초과하는 경우, 장비를 정지하고 공정 매개변수를 조정한 후 테스트를 계속하십시오.
  4. 장비 테스트 기간 동안 가동: 씰이 안정되는지 확인하기 위해 장비를 테스트 기간(일반적으로 30분에서 2시간) 동안 가동하십시오. 이 기간 동안 누출, 소음 및 온도를 주기적으로 점검하십시오. 누출이 감지되지 않고 장비가 원활하게 작동하면 씰 설치가 성공적으로 완료된 것입니다.

3.3.3 최종 조정(필요한 경우)

 

테스트 중 누출이 감지되면 다음 문제 해결 단계를 따르세요.

 

  • 토크 점검: 모든 볼트(글랜드 플레이트, 회전 부품, 고정 시트)가 제조사 사양에 맞게 조여졌는지 확인하십시오. 볼트가 느슨하면 정렬 불량 및 누유가 발생할 수 있습니다.
  • 정렬 검사: 다이얼 인디케이터를 사용하여 씰 면과 글랜드 플레이트의 정렬을 다시 확인하십시오. 정렬 불량이 있으면 볼트를 조정하여 바로잡으십시오.
  • 씰 표면 점검: 누출이 지속되면 장비를 정지하고 압력을 낮춘 후 씰을 제거하여 표면을 점검하십시오. 표면이 손상되었거나(긁히거나 깨짐) 손상된 경우 새 것으로 교체하십시오.
  • 엘라스토머 검사: O-링과 개스킷에 손상이나 정렬 불량이 있는지 확인하세요.

게시 시간: 2025년 9월 12일