고온 응용 분야를 위한 기계적 씰

고온 산업 환경에서는 기계적 씰의 무결성과 신뢰성을 유지하는 것이 가장 중요합니다. 극심한 열 응력을 견뎌내고 중요한 응용 분야에서 누출을 방지하려면 특수 소재와 설계가 필요합니다.

이 글에서는 고온 조건에서 작동하는 기계적 씰에 대한 주요 고려 사항과 솔루션을 살펴보겠습니다.

고온으로 인한 일반적인 고장 모드

씰 페이스 재료의 열적 열화

고온은 열적 저하를 일으킬 수 있습니다. 물개 얼굴 재료, 조기 마모 및 고장으로 이어짐. 작동 중 발생하는 열은 씰 면의 분자 구조를 파괴하여 기계적 특성과 치수 안정성을 잃게 할 수 있습니다. 이러한 열화는 누출 증가, 씰링 효과 감소, 궁극적으로 씰 고장으로 이어질 수 있습니다.

열팽창 및 변형

씰 구성 요소와 주변 장비 사이의 차등 열 팽창은 씰 면의 왜곡 및 정렬 불량을 일으킬 수 있습니다. 온도가 상승함에 따라 다양한 재료가 서로 다른 속도로 팽창하여 잠재적으로 틈이 생기거나 씰 면이 휘어질 수 있습니다. 이러한 왜곡은 누출 증가, 가속된 마모 및 씰링 성능 저하로 이어질 수 있습니다.

윤활유 분해 및 탄화

고온은 기계적 씰에 사용된 윤활제의 분해 및 탄화를 일으킬 수 있습니다. 열은 윤활제의 특성을 저하시켜 씰 면 사이의 마찰과 마모를 최소화하는 효과를 감소시킬 수 있습니다. 탄화는 윤활제가 분해되어 씰 면에 단단하고 연마성 탄소 침전물을 형성하여 마모와 누출이 가속화될 때 발생합니다.

2차 씰 저하

고온 환경은 기계적 씰에 사용되는 O-링이나 개스킷과 같은 2차 씰에도 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 씰은 일반적으로 고온에 노출되면 분해되고 탄성을 잃을 수 있는 탄성체 재료로 만들어집니다. 2차 씰의 분해는 누출을 초래하여 전체 씰링 성능을 저하시킬 수 있습니다. 기계적 밀봉.

열충격과 사이클링

열 충격이라고 알려진 급격한 온도 변화는 기계적 씰 구성 요소에 상당한 응력을 일으킬 수 있습니다. 씰이 반복적으로 가열 및 냉각 사이클을 겪는 열 사이클링은 씰 면과 기타 구성 요소의 피로 및 균열로 이어질 수 있습니다. 이러한 열 응력은 씰의 수명을 줄이고 조기 고장 가능성을 높일 수 있습니다.

고온용 기계적 씰의 종류

고온 어플리케이션을 위한 기계적 씰을 선택할 때, 극한 조건에서도 안정적인 작동을 가능하게 하는 특정 설계 특징을 고려하는 것이 중요합니다. 다음 유형의 기계적 씰은 고온 환경에서 일반적으로 사용됩니다.

단일 씰

단일 기계적 씰은 일반적으로 고온을 견딜 수 있는 재료로 만들어진 단일 세트의 씰링 면으로 구성됩니다. 이러한 씰은 종종 공정 유체가 매우 휘발성이거나 위험하지 않은 응용 분야에서 사용됩니다. 고온 단일 씰의 주요 씰링 면 재료는 다음과 같습니다.

• 탄화규소: 우수한 내열성 및 열충격 저항성을 제공합니다.
• 텅스텐 카바이드: 고온에서 높은 경도와 내마모성을 제공합니다.
• 탄소흑연 : 우수한 열전도도와 자체 윤활성을 나타냄

고온 응용 분야에서 단일 씰의 성능을 향상시키려면 냉각 재킷, 방열 핀, 열 차단 장치와 같은 추가 기능을 씰 설계에 통합할 수 있습니다.

이중 씰

이중 기계적 밀봉 고온 환경에서 보호 계층을 추가로 제공하여 위험하거나 휘발성 유체와 관련된 응용 분야에 적합합니다. 이러한 씰은 두 세트의 씰링 면으로 구성되어 있으며, 그 사이에 배리어 유체가 순환합니다. 배리어 유체는 씰링 면을 윤활하고, 열을 발산하며, 공정 유체가 대기로 빠져나가는 것을 방지합니다.

일반적으로 사용되는 장벽액은 다음과 같습니다.

• 글리콜 기반 유체: 우수한 열 안정성 및 열 전달 특성을 제공합니다.
• 퍼플루오로폴리에테르(PFPE) 유체: 우수한 내화학성 및 내열성 제공
• 실리콘 기반 유체: 우수한 열 안정성과 낮은 휘발성을 나타냄

고온 응용 분야를 위한 이중 씰에는 열교환기나 공기 냉각기와 같은 냉각 시스템을 통합하여 장벽 유체 온도를 허용 한도 내로 유지할 수도 있습니다.

카트리지 씰

카트리지 기계적 씰은 밀봉 구성 요소, 글랜드 플레이트 및 슬리브를 단일의 설치하기 쉬운 패키지로 결합한 사전 조립된 장치입니다. 이러한 씰은 고온 응용 분야에서 다음을 포함한 여러 가지 이점을 제공합니다.

• 간소화된 설치 및 유지관리: 카트리지 씰은 잘못된 조립 위험을 줄이고 씰 교체 중 가동 중지 시간을 최소화합니다.
• 개선된 씰면 정렬: 사전 조립된 설계는 씰면의 적절한 정렬을 보장하여 정렬 불량으로 인한 조기 고장 위험을 줄입니다.
• 향상된 누출 방지: 카트리지 씰은 종종 씰 구성 요소와 장비 간 누출을 방지하기 위해 O-링이나 개스킷과 같은 보조 씰링 요소를 통합합니다.

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