좋은 씰은 왜 마모되지 않을까요?

메카니컬 씰은 카본이 마모될 때까지 작동해야 한다는 것은 알고 있지만, 저희 경험상 펌프에 설치된 원래 장비 씰은 절대 마모되지 않습니다. 값비싼 새 메카니컬 씰을 구매했는데, 그것도 마모되지 않습니다. 그렇다면 새 씰은 돈 낭비였을까요?

그렇지 않습니다. 논리적으로 보이는 일을 하고 있습니다. 다른 씰을 구매해서 씰 문제를 해결하려는 것이죠. 하지만 이건 마치 좋은 브랜드의 페인트를 사서 자동차에 좋은 도색을 하려는 것과 같습니다.

자동차에 좋은 페인트를 칠하고 싶다면 네 가지 일을 해야 합니다. 차체를 준비합니다(금속 수리, 녹 제거, 샌딩, 마스킹 등). 좋은 브랜드의 페인트를 구입합니다(모든 페인트가 같은 것은 아닙니다). 페인트를 올바르게 도포합니다(적절한 양의 공기압, 흘러내림이나 흐름이 없고 프라이머와 마감 코팅 사이에 자주 샌딩). 페인트를 도포한 후 관리합니다(세척, 왁스칠, 차고에 보관).

맥닐리-씰스-2017

이 네 가지를 제대로 했다면, 자동차 도색은 얼마나 오래 지속될까요? 당연히 몇 년은 갈 겁니다. 밖으로 나가 차들이 지나가는 모습을 보면 이 네 가지를 하지 않는 사람들이 많다는 것을 알 수 있습니다. 사실, 그런 경우는 매우 드물어서, 보기 좋은 오래된 차를 보면 멍하니 바라보게 됩니다.

좋은 물개 수명을 유지하는 데는 네 단계가 필요합니다. 뻔한 내용이지만, 그래도 살펴보겠습니다.

펌프를 씰에 맞게 준비하세요. 이것이 차체 작업입니다.
좋은 씰을 구매하세요 - 좋은 페인트
씰을 올바르게 설치하세요 - 페인트를 올바르게 바르세요
필요한 경우 올바른 환경 제어를 적용하세요(그리고 아마도 그럴 것입니다) - 세척 및 왁스칠도 하세요.
이러한 각 주제를 자세히 살펴보고, 기계적 씰의 수명을 대부분 마모되지 않을 정도로 늘리는 데 착수하겠습니다. 이 정보는 원심 펌프와 관련이 있지만, 믹서와 교반기를 포함한 거의 모든 종류의 회전 장비에도 적용될 수 있습니다.

펌프를 씰에 준비하세요

준비하려면 레이저 정렬기를 사용하여 펌프와 드라이버를 정렬해야 합니다. "C" 또는 "D" 프레임 어댑터가 더 나은 선택입니다.

다음으로, 회전 어셈블리의 동적 균형을 조정합니다. 이 작업은 대부분의 진동 분석 장비를 사용하여 수행할 수 있지만, 해당 프로그램이 없는 경우 공급업체에 문의하십시오. 샤프트가 휘어지지 않았는지, 그리고 중심 사이에서 회전하는지 확인해야 합니다.

단단한 샤프트는 휘어질 가능성이 적고 기계적 씰에 훨씬 더 적합하므로 샤프트 슬리브를 피하는 것이 좋으며 가능한 한 파이프의 변형을 줄이도록 노력하세요.

제품 온도가 100°C 이상인 경우 "중앙선" 설계 펌프를 사용하십시오. 이렇게 하면 펌프의 배관 변형 문제를 줄일 수 있습니다. 또한, 축 길이 대 직경 비율이 낮은 펌프를 사용하십시오. 이는 간헐적 서비스 펌프의 경우 매우 중요합니다.

큰 스터핑 박스를 사용하고, 테이퍼형 디자인은 피하며, 씰에 충분한 공간을 확보하세요. 스터핑 박스 면이 샤프트와 최대한 직각이 되도록 하세요. 페이싱 도구를 사용하면 됩니다. 그리고 아는 모든 기술을 사용하여 진동을 줄이세요.

펌프 캐비테이션이 발생하지 않도록 하는 것이 중요합니다. 씰 면이 튀어나와 손상될 수 있습니다. 펌프 작동 중 전원이 끊기면 수격 현상이 발생할 수 있으므로, 이러한 문제를 방지하기 위한 예방 조치를 취하십시오.

펌프를 씰링할 때 확인해야 할 몇 가지 사항은 다음과 같습니다. 펌프/모터 받침대의 질량이 그 위에 놓인 하드웨어 질량의 최소 5배여야 합니다. 펌프 흡입구와 첫 번째 엘보우 사이에 10배 직경의 파이프가 있어야 합니다. 바닥판이 수평이고 제자리에 그라우팅되어 있어야 합니다.

진동과 내부 재순환 문제를 줄이기 위해 개방형 임펠러를 조정하고, 베어링에 적절한 양의 윤활유가 공급되고 있는지, 그리고 물과 이물질이 베어링 캐비티로 침투하지 않는지 확인하십시오. 또한 그리스 또는 립 씰을 라비린스 씰 또는 페이스 씰로 교체해야 합니다.

스터핑 박스에 연결된 배출 재순환 라인은 피하십시오. 대부분의 경우 흡입 재순환이 더 좋습니다. 펌프에 마모 링이 있는 경우, 마모 링의 간격도 확인하십시오.

펌프를 준비할 때 마지막으로 해야 할 일은 펌프의 습부위가 부식 방지 재질로 제작되었는지 확인하는 것입니다. 배관의 세척제와 용제가 설계자가 전혀 예상하지 못한 문제를 일으킬 수 있기 때문입니다.

그런 다음 펌프 흡입 측으로 새어 나올 수 있는 공기를 차단하고 용적에 갇힌 공기를 제거합니다.

좋은 씰을 구매하세요

압력과 진공을 모두 밀봉하는 유압 균형 설계를 사용하고, 씰에 엘라스토머를 사용할 경우 O링을 사용하는 것이 좋습니다. 여러 가지 이유로 O링이 가장 좋은 형태이지만, O링에 스프링을 장착하지 않도록 주의해야 합니다. 그렇지 않으면 O링이 제대로 휘거나 굴러가지 않습니다.

샤프트 프레팅은 씰이 조기에 파손되는 주요 원인이므로 프레팅 없는 씰 디자인을 사용해야 합니다.

고정형 씰(스프링이 샤프트와 함께 회전하지 않는 씰)은 회전형 씰(스프링이 회전하는 씰)보다 비산성 배출물 및 기타 유체를 밀봉하는 데 더 효과적입니다. 씰에 작은 스프링이 있는 경우 유체에 닿지 ​​않도록 하십시오. 그렇지 않으면 쉽게 막힐 수 있습니다. 이러한 막힘 방지 기능을 갖춘 씰 디자인이 많이 있습니다.

넓은 하드 페이스는 믹서 응용 분야에서 볼 수 있는 방사형 운동과 베어링에서 물리적으로 멀리 떨어진 곳에 위치한 씰에 매우 적합합니다.

고온 금속 벨로우즈 씰에는 일반적으로 그 기능을 수행하는 엘라스토머가 없기 때문에 어떤 종류의 진동 감쇠가 필요합니다.

씰링 유체가 씰 외경에 머무르도록 설계하십시오. 그렇지 않으면 원심력으로 인해 고형물이 겹침 면으로 밀려 들어가 카본 마모 시 움직임을 제한할 수 있습니다. 씰 면에는 무충전 카본을 사용하는 것이 가장 좋으며, 비용도 과도하지 않습니다.

또한, "미스터리 소재"의 문제를 해결하는 것은 불가능하므로 모든 씰 소재를 식별할 수 있는지 확인하세요.

공급업체가 자사 제품이 독점적이라고 말하지 않도록 주의하세요. 그런 태도를 보인다면 다른 공급업체나 제조업체를 찾으세요. 그렇지 않으면 앞으로 겪게 될 모든 문제를 감수해야 합니다.

엘라스토머를 씰 표면에 가까이 두지 마십시오. 엘라스토머는 씰에서 열에 가장 민감한 부분이며, 표면의 온도가 가장 높습니다.

위험하거나 값비싼 제품도 이중 씰로 밀봉해야 합니다. 유압 밸런스가 양방향으로 작동하는지 확인하십시오. 그렇지 않으면 압력 역전이나 서지 발생 시 한쪽 면이 터질 위험이 있습니다.

마지막으로, 디자인에 카본 소재가 금속 홀더에 압착되어 있는 경우, 카본 소재가 압착되었는지, "수축"되지 않았는지 확인하십시오. 압착된 카본 소재는 금속 홀더의 불규칙성에 맞춰 전단되어 겹친 면이 평평하게 유지되도록 도와줍니다.

씰을 올바르게 설치하세요

임펠러 조정을 원할 경우 카트리지 씰은 유일하게 적합한 설계이며, 올바른 면하중을 얻기 위해 인쇄나 측정이 필요 없기 때문에 설치가 훨씬 쉽습니다.

카트리지 이중 씰에는 펌핑 링이 내장되어 있어야 하며, 제품 희석 문제를 피하기 위해 가능한 한 씰 사이에 완충액(낮은 압력)을 사용해야 합니다.

오일은 비열이 낮고 전도성이 좋지 않으므로 모든 유형의 오일을 완충 유체로 사용하지 마십시오.

설치 시 씰을 베어링에 최대한 가깝게 유지하십시오. 일반적으로 씰을 스터핑 박스 밖으로 옮길 공간이 있으며, 스터핑 박스 영역을 지지 부싱으로 사용하여 회전하는 샤프트를 안정시키는 데 도움이 됩니다.

적용 분야에 따라 이 지지 부싱을 축 방향으로 고정해야 하는지 여부를 결정해야 합니다.

분할형 씰은 이중 씰이나 휘발성 배출 밀봉(백만분의 일 단위로 누출을 측정)이 필요하지 않은 거의 모든 용도에 적합합니다.

분할형 씰은 양쪽 끝이 있는 펌프에 사용해야 하는 유일한 설계입니다. 그렇지 않으면 씰이 하나만 고장났을 때 두 씰을 모두 교체해야 합니다.

또한 펌프 드라이버를 사용하여 재정렬하지 않고도 씰을 변경할 수 있습니다.

설치 시 씰 표면에 윤활유를 바르지 말고, 겹쳐진 표면에 이물질이 묻지 않도록 주의하십시오. 씰 표면에 보호 코팅이 되어 있는 경우 설치 전에 제거하십시오.

고무 벨로우즈 씰인 경우, 벨로우즈가 샤프트에 잘 붙도록 특수 윤활제가 필요합니다. 일반적으로 석유계 윤활제이지만, 공급업체에 문의하여 확인할 수 있습니다. 고무 벨로우즈 씰은 샤프트 마감 처리가 40RMS 이하여야 하며, 그렇지 않으면 고무가 샤프트에 잘 붙지 않습니다.

마지막으로, 수직 설치 시에는 스터핑 박스의 씰 면(seal face)에 환기구를 설치해야 합니다. 펌프 제조업체에서 환기구를 제공하지 않은 경우, 직접 설치해야 할 수도 있습니다.

많은 카트리지 씰에는 펌프 흡입구나 시스템의 다른 저압 지점에 연결할 수 있는 통풍구가 내장되어 있습니다.

물개를 잘 관리하세요

좋은 씰 수명을 확보하는 마지막 단계는 씰을 지속적으로 관리하는 것입니다. 씰은 차갑고 깨끗한 윤활성 액체를 밀봉하는 것을 선호합니다. 씰을 밀봉할 수 있는 액체가 거의 없지만, 스터핑 박스 영역에 환경 제어를 적용하여 제품을 씰로 바꿀 수 있습니다.

재킷이 있는 스터핑 박스를 사용하는 경우, 재킷이 깨끗한지 확인하십시오. 응축수나 증기는 재킷을 순환시키는 데 가장 적합한 유체입니다.

스터핑 박스의 끝부분에 탄소 부싱을 설치하여 열 차단막 역할을 하고 스터핑 박스 온도를 안정화하는 데 도움이 되도록 해보세요.

플러싱은 제품 희석을 유발하기 때문에 궁극적인 환경 관리 방법이지만, 적절한 씰을 사용한다면 플러싱을 많이 할 필요는 없습니다. 1시간에 4~5갤런(1분이 아니라 1시간이라고 했음에 유의하세요) 정도면 충분합니다.

또한 스터핑 박스 내에서 유체가 계속 움직이도록 하여 열이 축적되는 것을 방지해야 합니다. 흡입 재순환은 밀봉하려는 제품보다 무거운 고형물을 제거합니다.

이것이 가장 흔한 슬러리 상태이므로 흡입 재순환을 기준으로 삼으십시오. 또한, 흡입 재순환을 사용하면 안 되는 경우도 알아두십시오.

배출 재순환을 통해 스터핑 박스의 압력을 높여 랩핑된 면 사이에서 유체가 기화되는 것을 방지할 수 있습니다. 재순환 라인이 랩핑된 면을 향하지 않도록 주의하십시오. 랩핑된 면이 손상될 수 있습니다. 금속 벨로우즈를 사용하는 경우, 재순환 라인이 샌드블라스터처럼 작용하여 얇은 벨로우즈 판을 절단할 수 있습니다.

제품이 너무 뜨거우면 스터핑 박스 주변을 식히십시오. 펌프가 정지했을 때는 이러한 환경 제어가 더욱 중요할 수 있다는 점을 기억해야 합니다. 소킹 온도와 정지 냉각으로 인해 스터핑 박스 온도가 급격히 변하여 제품 상태가 변할 수 있기 때문입니다.

위험한 제품에는 API 유형 글랜드가 필요합니다. 이중 씰을 사용하지 않으려면 API 유형 글랜드를 사용하십시오. API 구성의 일부인 재난 부싱은 펌프 작동 중 베어링이 손실될 경우 씰을 물리적 손상으로부터 보호합니다.

API 연결이 올바르게 되어 있는지 확인하십시오. 네 개의 포트를 섞어서 플러시 또는 재순환 라인을 퀀치 포트에 연결하는 것은 쉽습니다.

급냉 연결부에 증기나 물을 너무 많이 넣지 마십시오. 베어링 케이스로 유입될 수 있습니다. 배수 연결부에서 누수가 발생하면 작업자는 종종 씰 불량으로 인식합니다. 작업자가 이 둘의 차이점을 확실히 알고 있는지 확인하십시오.

이러한 씰 팁 구현

이 네 가지를 모두 하는 사람이 있을까요? 안타깝게도 없습니다. 만약 그렇게 한다면, 10~15%가 아니라 85~90%의 씰이 마모될 것입니다. 카본 면이 많이 남아 있는 씰이 조기에 파손되는 것이 여전히 흔한 일입니다.

물개 수명이 짧은 이유를 설명하는 가장 흔한 변명은 제대로 손볼 시간이 없다는 것입니다. 그리고 그다음에는 "하지만 고칠 시간은 항상 있다"는 진부한 말이 따라붙습니다. 대부분의 사람들은 필요한 조치를 한두 가지만 취해도 물개 수명이 늘어나는 것을 경험합니다. 물개 수명이 늘어나는 것은 나쁘지 않지만, 그렇다고 해서 물개가 마모되는 것은 아닙니다.

잠깐 생각해 보세요. 밀봉이 1년이나 지속된다면, 문제의 심각성은 어느 정도일까요? 온도가 너무 높거나 압력이 너무 심할 리가 없습니다. 만약 그렇다면 밀봉이 망가지는 데 1년이 걸리지는 않을 겁니다. 같은 이유로 제품이 너무 더러울 수도 없습니다.

종종 문제는 샤프트를 프레팅(fretting)하여 손상된 슬리브나 샤프트를 통해 누출 경로를 유발하는 씰 설계처럼 단순합니다. 때로는 1년에 한 번 배관을 청소하는 데 사용되는 플러싱(flush)이 원인인 경우도 있는데, 씰 구성품에 대한 이러한 위협을 반영하도록 씰 재질을 변경하는 사람은 아무도 없습니다.