기계식 씰은 탄소층이 마모될 때까지 작동하도록 설계되었지만, 경험상 펌프에 원래 장착되어 있던 씰은 그런 일이 전혀 일어나지 않았습니다. 값비싼 새 기계식 씰을 구입해도 그것조차 마모되지 않았습니다. 그렇다면 새 씰은 돈 낭비였을까요?
사실 그렇지 않습니다. 논리적으로 보이는 행동, 즉 다른 실런트를 구매하여 실링 문제를 해결하려는 시도는 마치 좋은 브랜드의 페인트를 사서 자동차 도색을 완벽하게 하려는 것과 같습니다.
자동차 도색을 완벽하게 하려면 네 가지를 해야 합니다. 첫째, 차체 준비(금속 수리, 녹 제거, 샌딩, 마스킹 등)를 해야 합니다. 둘째, 좋은 브랜드의 페인트를 구입해야 합니다(모든 페인트가 다 같은 것은 아닙니다). 셋째, 페인트를 올바르게 도포해야 합니다(적절한 공기압으로 페인트가 흘러내리지 않도록 하고, 프라이머와 마감 도색 사이에 자주 샌딩해야 합니다). 넷째, 도색 후 관리(세차, 왁스칠, 차고 보관)를 해야 합니다.
맥닐리-씰-2017
만약 위의 네 가지 사항을 제대로 지킨다면, 자동차 도색은 얼마나 오래갈까요? 당연히 수년은 갈 겁니다. 밖에 나가서 지나가는 차들을 보면 위의 네 가지 사항을 지키지 않는 사람들을 쉽게 볼 수 있습니다. 사실, 오래된 차 중에서도 상태가 좋은 차를 보면 한참을 바라보게 될 정도입니다.
물개의 수명을 연장하는 데에는 네 가지 단계가 있습니다. 당연한 이야기겠지만, 그래도 한번 살펴보겠습니다.
펌프에 씰을 장착할 준비를 하세요. 이것이 바로 본체 작업입니다.
좋은 마감재를 구입하세요 - 좋은 페인트를 사용하세요.
실런트를 올바르게 설치하고 페인트를 올바르게 칠하십시오.
필요한 경우 (그리고 아마도 필요할 것입니다) 적절한 환경 제어 장치를 적용하고, 세차 및 왁스칠도 하십시오.
각 주제를 자세히 살펴보고, 기계식 씰의 수명을 연장하여 대부분의 씰이 마모되는 시점까지 사용할 수 있도록 하는 방법을 알아보겠습니다. 이 정보는 원심 펌프에 관한 것이지만 믹서 및 교반기를 포함한 거의 모든 종류의 회전 장비에도 적용할 수 있습니다.
펌프를 씰링 작업에 맞게 준비하세요.
준비 단계로 레이저 정렬기를 사용하여 펌프와 구동 장치 사이의 정렬을 수행해야 합니다. "C" 또는 "D" 프레임 어댑터를 사용하는 것이 더욱 좋습니다.
다음으로 회전 어셈블리의 동적 밸런싱을 수행합니다. 이는 대부분의 진동 분석 장비를 사용하여 수행할 수 있지만, 프로그램이 없는 경우 공급업체에 문의하십시오. 축이 휘어지지 않았는지, 그리고 중심 사이에서 회전하는지 반드시 확인해야 합니다.
샤프트 슬리브는 사용하지 않는 것이 좋습니다. 솔리드 샤프트는 휘어질 가능성이 적고 기계식 밀봉에 훨씬 유리하며, 가능한 한 파이프에 가해지는 스트레스를 줄여야 합니다.
제품 온도가 100°C를 초과하는 경우 "중심선" 설계 펌프를 사용하십시오. 이렇게 하면 펌프에서 발생하는 배관 응력 문제를 줄일 수 있습니다. 또한, 축 길이 대 직경 비율이 낮은 펌프를 사용하십시오. 이는 간헐적으로 작동하는 펌프에 특히 중요합니다.
크기가 큰 스터핑 박스를 사용하고, 테이퍼형 디자인은 피하며, 씰에 충분한 공간을 확보하십시오. 페이싱 공구를 사용하여 스터핑 박스 면이 샤프트에 최대한 직각이 되도록 하고, 알고 있는 모든 기술을 사용하여 진동을 줄이십시오.
펌프에 캐비테이션 현상이 발생하지 않도록 하는 것이 매우 중요합니다. 캐비테이션이 발생하면 씰 면이 벌어지면서 손상될 수 있습니다. 또한 펌프 작동 중에 전원이 차단되면 워터 해머 현상이 발생할 수 있으므로 이러한 문제를 예방하기 위한 조치를 취해야 합니다.
펌프 밀봉 작업을 준비할 때 확인해야 할 몇 가지 사항이 있습니다. 예를 들어, 펌프/모터 받침대의 질량이 그 위에 놓인 하드웨어 질량의 최소 5배 이상이어야 하고, 펌프 흡입구와 첫 번째 엘보 사이의 거리가 파이프 직경의 10배 이상이어야 하며, 베이스 플레이트가 수평을 이루고 그라우팅으로 단단히 고정되어 있어야 합니다.
진동과 내부 재순환 문제를 줄이기 위해 임펠러를 적절히 조정하고, 베어링에 적절한 윤활유가 공급되는지 확인하며, 물과 고형물이 베어링 내부로 침투하지 않도록 하십시오. 또한 그리스 씰이나 립 씰을 래버린스 씰이나 페이스 씰로 교체해야 합니다.
토출 재순환 라인이 스터핑 박스에 연결되지 않도록 하십시오. 대부분의 경우 흡입 재순환이 더 효과적입니다. 펌프에 마모 링이 있는 경우, 마모 링의 간극도 확인하십시오.
펌프를 준비할 때 마지막으로 해야 할 일은 펌프의 접액 부품이 내식성 재질로 제작되었는지 확인하는 것입니다. 배관에 사용되는 세척제와 용제가 설계자가 예상하지 못한 문제를 일으킬 수 있기 때문입니다.
그런 다음 펌프의 흡입측으로 새어 들어갈 수 있는 공기를 모두 차단하고 볼류트에 갇혀 있을 수 있는 공기를 제거하십시오.
좋은 봉인을 구입하세요
압력과 진공 모두를 밀봉하는 유압 균형 설계를 사용하고, 밀봉재로 엘라스토머를 사용할 경우 O링을 사용하는 것이 좋습니다. O링은 여러 가지 이유로 가장 적합한 형태이지만, O링에 스프링 하중을 가하지 않도록 주의해야 합니다. 그렇지 않으면 O링이 제대로 휘거나 회전하지 않습니다.
또한 샤프트 마모는 씰의 조기 고장의 주요 원인이므로 마모 방지형 씰 설계를 사용해야 합니다.
고정형 씰(스프링이 샤프트와 함께 회전하지 않는 씰)은 회전형 씰(스프링이 회전하는 씰)보다 누출 가스 및 기타 유체의 밀봉에 더 효과적입니다. 씰에 작은 스프링이 있는 경우 유체에 닿지 않도록 해야 합니다. 그렇지 않으면 쉽게 막힐 수 있습니다. 이러한 막힘 방지 기능을 갖춘 다양한 씰 설계가 있습니다.
넓고 단단한 표면은 믹서 응용 분야에서 볼 수 있는 방사형 움직임과 베어링에서 물리적으로 멀리 떨어진 위치에 있는 씰에 매우 적합합니다.
고온 금속 벨로우즈 씰에는 일반적으로 진동 감쇠 기능을 수행하는 엘라스토머가 없기 때문에 진동 감쇠 장치가 필요합니다.
밀봉액이 밀봉면의 외경에 유지되도록 설계해야 합니다. 그렇지 않으면 원심력으로 인해 고형물이 래핑된 면에 끼어들어 탄소 섬유가 마모될 때 움직임을 제한할 수 있습니다. 또한 밀봉면에는 무충진 탄소 섬유를 사용하는 것이 가장 좋으며 비용도 과도하지 않으므로 권장합니다.
또한 모든 씰 재질을 정확히 식별할 수 있어야 합니다. "정체를 알 수 없는 재질"로는 문제 해결이 불가능하기 때문입니다.
공급업체가 자사 자재가 독점 기술이라고 주장하게 두지 마십시오. 만약 그런 태도를 보인다면 다른 공급업체나 제조업체를 찾으십시오. 그렇지 않으면 앞으로 겪게 될 모든 문제에 대한 책임은 당신에게 있습니다.
씰 표면에 엘라스토머가 닿지 않도록 하십시오. 엘라스토머는 씰에서 열에 가장 민감한 부분이며, 표면 온도가 가장 높습니다.
위험하거나 고가의 제품은 반드시 이중 밀봉 처리해야 합니다. 유압 균형이 양방향으로 맞춰져 있는지 확인해야 하며, 그렇지 않으면 압력 역전이나 서지 발생 시 한쪽 밀봉면이 열릴 위험이 있습니다.
마지막으로, 디자인에 탄소 섬유가 금속 홀더에 압착되어 있는 경우, 탄소 섬유가 "수축"된 것이 아니라 압착된 것인지 확인하십시오. 압착된 탄소 섬유는 금속 홀더의 불규칙한 부분에 맞춰 변형되어 래핑된 면을 평평하게 유지하는 데 도움이 됩니다.
씰을 올바르게 설치하십시오
카트리지 씰은 임펠러 조정을 원하는 경우에 유일하게 적합한 설계이며, 도면이나 치수 측정 없이도 정확한 하중을 구할 수 있어 설치가 훨씬 간편합니다.
카트리지 이중 밀봉에는 펌핑 링이 내장되어 있어야 하며, 제품 희석 문제를 방지하기 위해 가능한 한 밀봉 사이에 완충액(낮은 압력)을 사용해야 합니다.
오일은 비열이 낮고 전도성이 떨어지므로 완충액으로 사용해서는 안 됩니다.
설치 시 씰을 베어링에 최대한 가깝게 유지하십시오. 일반적으로 씰을 스터핑 박스 밖으로 이동시킨 다음 스터핑 박스 영역을 지지 부싱으로 사용하여 회전축을 안정화할 수 있는 공간이 있습니다.
용도에 따라 이 지지 부싱을 축 방향으로 고정해야 하는지 여부를 결정해야 합니다.
분할형 씰은 이중 씰이나 누출 방지 씰링(누출량이 백만 분의 1 단위로 측정됨)이 필요하지 않은 거의 모든 용도에 적합합니다.
분할형 씰은 양쪽 끝이 모두 연결된 펌프에 사용해야 하는 유일한 설계입니다. 그렇지 않으면 한쪽 씰만 고장 나도 양쪽 씰을 모두 교체해야 합니다.
또한 펌프 드라이버를 재정렬할 필요 없이 씰을 교체할 수 있습니다.
설치 시 씰 표면에 윤활유를 바르지 마시고, 래핑된 표면에 고형물이 닿지 않도록 하십시오. 씰 표면에 보호 코팅이 되어 있는 경우 설치 전에 반드시 제거하십시오.
고무 벨로우즈 씰의 경우, 벨로우즈가 샤프트에 잘 접착되도록 특수 윤활유가 필요합니다. 일반적으로 석유계 유체이지만, 공급업체에 확인하여 정확한 정보를 얻으시기 바랍니다. 또한 고무 벨로우즈 씰은 샤프트 표면 조도가 40RMS 이상이어야 제대로 접착됩니다. 그렇지 않으면 고무가 샤프트에 잘 붙지 않을 수 있습니다.
마지막으로, 수직으로 설치할 경우 스터핑 박스의 밀봉면에서 통풍구를 만들어야 합니다. 펌프 제조업체에서 통풍구를 제공하지 않은 경우 직접 설치해야 할 수도 있습니다.
많은 카트리지 씰에는 펌프 흡입구 또는 시스템 내의 다른 저압 지점에 연결할 수 있는 통풍구가 내장되어 있습니다.
봉인을 잘 관리하세요
씰의 수명을 연장하는 마지막 단계는 지속적인 관리입니다. 씰은 차갑고 깨끗하며 윤활성이 있는 액체를 밀봉하는 것을 선호하는데, 실제로 그런 액체를 밀봉해야 하는 경우는 드물지만, 스터핑 박스 영역에 환경 제어 장치를 설치하여 제품 내부를 그런 환경으로 바꿀 수 있습니다.
재킷형 스터핑 박스를 사용하는 경우 재킷이 깨끗한지 확인하십시오. 응축수나 증기가 재킷을 통해 순환시키기에 가장 적합한 유체입니다.
스터핑 박스 끝부분에 카본 부싱을 설치하여 열 차단막 역할을 하도록 하면 스터핑 박스 온도를 안정시키는 데 도움이 될 수 있습니다.
세척은 제품 희석을 유발하기 때문에 궁극적인 환경 제어 방법이지만, 올바른 밀봉재를 사용한다면 많은 세척이 필요하지 않습니다. 해당 밀봉재의 경우 시간당 4~5갤런(분당이 아닌 시간당)이면 충분합니다.
또한 열 축적을 방지하기 위해 스터핑 박스 내부의 유체를 계속 순환시켜야 합니다. 흡입 재순환은 밀봉하려는 제품보다 무거운 고형물을 제거합니다.
가장 흔한 슬러리 상태이므로 흡입 재순환을 표준으로 사용하십시오. 또한 흡입 재순환을 사용하지 말아야 할 경우도 알아두십시오.
배출구 재순환을 이용하면 스터핑 박스 내부 압력을 높여 래핑면 사이에서 유체가 기화되는 것을 방지할 수 있습니다. 재순환 라인이 래핑면에 직접 닿지 않도록 주의하십시오. 손상될 수 있습니다. 금속 벨로우즈를 사용하는 경우, 재순환 라인이 샌드블라스팅처럼 작용하여 얇은 벨로우즈 판을 깎아낼 수 있습니다.
제품 온도가 너무 높으면 스터핑 박스 주변 온도를 낮추십시오. 펌프가 정지했을 때는 이러한 환경 제어가 더욱 중요해진다는 점을 기억해야 합니다. 펌프 정지 시 유지 온도 및 정지 냉각으로 인해 스터핑 박스 온도가 급격하게 변하여 제품의 상태가 변할 수 있기 때문입니다.
위험물을 취급하는 경우, 이중 씰을 사용하지 않기로 선택하면 API 규격의 글랜드가 필요합니다. API 규격에 포함된 재해 방지 부싱은 펌프 작동 중 베어링이 파손될 경우 씰을 물리적 손상으로부터 보호합니다.
API 연결이 올바르게 이루어졌는지 확인하십시오. 네 개의 포트를 혼동하여 플러시 또는 재순환 라인을 퀜칭 포트에 연결하는 경우가 흔히 발생합니다.
담금질 연결부에 너무 많은 증기나 물을 넣지 마십시오. 베어링 케이스 내부로 들어갈 수 있습니다. 배수 연결부에서 누출이 발생하면 작업자는 종종 씰 불량으로 오인합니다. 작업자에게 두 가지의 차이점을 명확히 알려주십시오.
이러한 씰링 팁을 적용하기
이 네 가지를 모두 실천하는 사람이 있을까요? 안타깝게도 없습니다. 만약 그랬다면 씰의 마모율은 10~15%에 불과하지만, 85~90%는 개선되었을 것입니다. 탄소 섬유층이 아직 많이 남아 있는데도 조기에 마모되는 씰이 여전히 일반적인 현상입니다.
물개 수명 관리에 어려움을 겪는 가장 흔한 이유는 시간이 없어서 제대로 관리할 수 없다는 것이고, 그 뒤에는 "하지만 고칠 시간은 항상 있잖아요."라는 진부한 말이 따라붙습니다. 대부분의 사람들은 필요한 조치 중 한두 가지만 취해도 물개의 수명이 늘어나는 것을 경험합니다. 물개의 수명이 늘어나는 것 자체는 나쁜 것이 아니지만, 물개를 혹사시키는 것과는 거리가 멉니다.
잠시 생각해 보세요. 밀봉이 1년 동안 유지된다면 문제가 얼마나 심각할 수 있을까요? 온도가 너무 높거나 압력이 너무 심한 것은 아닐 겁니다. 만약 그랬다면 밀봉이 파손되는 데 1년이나 걸리지 않았겠죠. 제품이 심하게 오염된 것도 아닐 겁니다.
종종 문제의 원인은 샤프트에 마모를 일으키는 씰 설계 결함으로, 손상된 슬리브나 샤프트를 통해 누출 경로가 생기는 경우입니다. 또 다른 경우에는 1년에 한 번 배관 청소에 사용되는 세척액이 원인인데, 아무도 씰 부품에 대한 이러한 위협을 반영하여 씰 재질을 교체하지 않는 경우도 있습니다.
게시 시간: 2023년 8월 25일