기계적 씰의 엘라스토머란 무엇입니까?

기계적 씰의 영역에서 엘라스토머는 탄성 특성을 나타내는 중합체 재료입니다. 이러한 다재다능한 재료는 O-링, 벨로우즈, 보조 씰과 같은 다양한 씰 구성 요소에 사용되어 효과적인 씰링을 제공하고 유체 누출을 방지합니다.

엘라스토머는 유연성, 회복성, 화학 물질 및 극한 온도에 대한 저항성을 포함한 고유한 특성을 가지고 있어 까다로운 산업 응용 분야에서 없어서는 안 될 제품입니다. 특정 기계적 씰에 적합한 엘라스토머를 선택하는 것은 밀봉되는 유체, 작동 온도, 압력 및 화학적 호환성과 같은 요인에 따라 달라집니다.

기계적 씰의 엘라스토머란 무엇입니까?

엘라스토머는 다음의 중요한 구성 요소입니다. 기계적 밀봉, 광범위한 응용 분야에서 밀봉 및 유연성을 제공합니다. 엘라스토머는 탄성 특성을 나타내는 중합체 재료로, 응력 하에서 변형되고 응력이 제거되면 원래 모양으로 돌아갈 수 있습니다. 기계적 씰 설계에서 엘라스토머는 일반적으로 O-링, 개스킷 및 벨로즈와 같은 보조 씰로 사용되어 누출을 방지하고 샤프트 이동을 수용합니다.

엘라스토머의 일반적인 응용 분야 중 하나 기계적 밀봉 엘라스토머 벨로우즈 씰입니다. 이 유형의 씰은 보조 씰과 스프링 요소 역할을 하는 엘라스토머 벨로우즈로 구성되어 축 방향 유연성을 제공하고 일정한 밀봉력을 유지합니다. 엘라스토머 벨로우즈 씰은 소형이고 설치가 쉽고 회전 방향과 독립적으로 작동할 수 있어 다양한 펌프 유형과 크기에 다재다능합니다.

엘라스토머의 특성

• 탄력성과 유연성: 엘라스토머는 응력 하에서 변형되고 응력이 제거되면 원래 모양으로 돌아갈 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 이러한 탄력성 덕분에 엘라스토머 벨로우즈와 기타 씰 구성 요소는 씰링 기능을 손상시키지 않고 샤프트 움직임, 정렬 불량 및 진동을 수용할 수 있습니다.
• 듀로미터 경도: 엘라스토머의 듀로미터 경도는 압입에 대한 저항성을 나타내며 견고성을 측정합니다. 더 부드러운 엘라스토머는 불규칙한 표면에 대해 더 나은 밀봉을 제공하는 반면, 더 단단한 엘라스토머는 향상된 내마모성을 제공하며 고압 응용 분야에 적합합니다.
• 압축 변형 저항: 압축 변형 저항은 엘라스토머가 밀봉력을 유지하고 장시간 압축을 받은 후 원래 모양으로 돌아갈 수 있는 능력입니다. 높은 압축 변형 저항을 가진 엘라스토머는 영구 변형으로 인한 밀봉 실패 위험을 최소화하여 장기간 일관된 밀봉 성능을 보장합니다.
• 인장 강도: 인장 강도는 엘라스토머가 파손되기 전에 견딜 수 있는 최대 응력을 말합니다. 기계적 씰에 사용되는 엘라스토머는 밀봉된 유체 압력과 씰 어셈블리의 스프링 하중에 의해 발생하는 힘을 견딜 수 있는 충분한 인장 강도를 가져야 합니다.
• 파단 시 신장: 파단 시 신장은 엘라스토머가 파열되기 전에 겪을 수 있는 최대 신장입니다. 파단 시 신장률이 높은 엘라스토머는 파손 없이 상당한 변형을 수용할 수 있어 예상치 못한 응력이나 움직임이 발생할 경우 안전 여유를 제공합니다.
• 내화학성: 기계적 씰에 사용되는 엘라스토머는 밀봉된 유체와 주변 환경에 노출될 때 분해를 견뎌야 합니다.
• 온도 저항성: 작동 온도 범위는 기계적 씰에 적합한 엘라스토머를 선택하는 데 있어 또 다른 중요한 요소입니다. 엘라스토머는 응용 프로그램의 예상 온도 범위에 걸쳐 특성과 밀봉 성능을 유지해야 합니다.

기계적 씰에 사용되는 엘라스토머의 종류

니트릴(NBR)

니트릴은 Buna-N이라고도 하며, 오일, 연료 및 기타 탄화수소 기반 유체에 대한 뛰어난 내성으로 인해 기계적 씰에 인기 있는 엘라스토머 선택입니다. 우수한 내마모성을 제공하며 -30°C에서 110°C까지의 온도를 견딜 수 있습니다. NBR은 자동차 유체 및 윤활제와 같은 석유 제품과 관련된 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다.

플루오로엘라스토머(FKM)

종종 Viton®이라고도 불리는 플루오로엘라스토머는 뛰어난 내화학성을 보이며 최대 200°C의 고온을 견딜 수 있습니다. 산, 염기, 용매를 포함한 광범위한 공격적인 화학 물질에 대한 내성이 있습니다. FKM은 화학 처리, 제약, 석유 및 가스 산업의 기계적 씰에 이상적인 선택입니다.

실리콘(VMQ)

실리콘 엘라스토머는 -60°C에서 230°C까지의 넓은 온도 범위에서 뛰어난 열 안정성과 유연성으로 유명합니다. 오존, 자외선 및 풍화에 대한 우수한 저항성을 제공합니다. 그러나 실리콘은 오일 및 용매에 대한 저항성이 제한적입니다. 이는 종종 식품 및 음료, 의료 및 제약 분야에서 사용됩니다.

에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM)

EPDM은 내열성, 오존성, 풍화성에 대한 내성이 뛰어난 다재다능한 엘라스토머입니다. -50°C에서 150°C까지의 온도를 견딜 수 있으며 물, 증기, 온화한 화학 물질을 포함한 다양한 유체와 호환됩니다. EPDM은 일반적으로 자동차, HVAC 및 산업용 애플리케이션에 사용됩니다.

퍼플루오로엘라스토머(FFKM)

Kalrez® 및 Chemraz®와 같은 퍼플루오로엘라스토머는 가장 내화학성 엘라스토머입니다. 최대 327°C의 극한 온도를 견딜 수 있으며 매우 공격적인 산, 염기 및 용매를 포함한 거의 모든 화학 물질과 호환됩니다. FFKM은 반도체 제조 및 화학 처리와 같이 씰 고장이 심각한 결과를 초래할 수 있는 중요한 응용 분야에서 사용됩니다.

가수분해 저항성 폴리우레탄(HPU)

HPU 엘라스토머는 물과 고온에 노출되어 엘라스토머가 분해되는 가수분해에 저항하도록 특별히 설계되었습니다. 이 제품은 뛰어난 내마모성을 제공하며 최대 120°C의 온도를 견딜 수 있습니다. HPU는 일반적으로 물, 폐수 및 기타 수용액을 처리하는 펌프의 기계적 씰에 사용됩니다.

엘라스토머의 장점

우수한 밀봉 성능

기계적 씰에 사용되는 엘라스토머는 광범위한 응용 분야에서 뛰어난 밀봉 성능을 제공합니다. 탄성과 유연성 덕분에 밀봉하는 표면에 밀착되어 누출을 방지하는 단단한 장벽을 형성합니다. 이는 특히 다음과 같은 동적 응용 분야에서 중요합니다. 원심 펌프, 씰은 안정적인 씰을 유지하면서 샤프트 움직임을 수용해야 합니다.

화학적 호환성

밀봉 응용 분야에서 엘라스토머의 또 다른 주요 장점은 내화학성입니다. 다양한 엘라스토머 화합물은 다양한 화학 물질, 용매, 오일 및 기타 유체에 노출되어도 견딜 수 있도록 제형화됩니다. 예를 들어, 플루오로엘라스토머(FKM)는 많은 공격적인 화학 물질, 연료 및 오일에 대한 우수한 내성을 나타내므로 까다로운 산업 환경에서 사용하기에 적합합니다. 마찬가지로 EPDM 엘라스토머는 물, 증기 및 많은 극성 용매에 대한 내성이 우수합니다.

온도 저항

기계적 씰에 사용되는 엘라스토머는 또한 광범위한 온도 범위에서 작동할 수 있습니다. 다양한 엘라스토머 화합물은 다양한 온도 성능을 가지고 있으며, 일부는 극도로 높거나 낮은 온도를 처리할 수 있습니다. 예를 들어, 플루오로엘라스토머는 최대 200°C 이상의 온도를 견딜 수 있는 반면, 실리콘 엘라스토머는 -60°C의 낮은 온도에서도 특성을 유지합니다.

마모 및 내마모성

연마 매체 또는 입자가 관련된 응용 분야에서 엘라스토머는 다른 밀봉 재료에 비해 우수한 내마모성과 내마모성을 제공합니다. 엘라스토머의 탄력성 덕분에 영구적인 손상 없이 연마 입자의 충격을 흡수할 수 있습니다. 가수분해 저항성 폴리우레탄(HPU)과 같은 일부 엘라스토머 화합물은 향상된 내마모성을 위해 특별히 제형되었습니다.

진동 및 충격 흡수

엘라스토머의 고유한 감쇠 특성은 기계 시스템에서 진동 및 충격 하중을 흡수하는 데 탁월합니다. 진동이나 갑작스러운 충격력이 큰 응용 분야에서 기계적 씰의 엘라스토머 구성 요소는 씰링 표면과 기타 중요한 구성 요소를 손상으로부터 보호하는 데 도움이 됩니다. 엘라스토머는 버퍼 역할을 하여 에너지를 소산시키고 씰 면으로의 진동 전달을 줄입니다.

비용 효율성

엘라스토머는 일반적으로 다른 특수 밀봉 재료보다 비용 효율적입니다. 엘라스토머의 원자재와 제조 공정은 일반적으로 이국적인 합금이나 고급 세라믹에 비해 저렴합니다. 또한 엘라스토머의 다재다능성으로 인해 광범위한 기계적 씰 설계 및 응용 분야에서 사용할 수 있어 비용이 많이 드는 맞춤형 솔루션의 필요성이 줄어듭니다.

엘라스토머 성능에 영향을 미치는 요소

작동 온도

엘라스토머는 기계적 특성이 저하되는 특정 온도 한계를 가지고 있습니다. 예를 들어, 니트릴(NBR)은 -30°C~110°C의 온도에 적합한 반면, 플루오로엘라스토머(FKM)는 -20°C~200°C를 견딜 수 있습니다. 권장 온도 범위를 초과하면 엘라스토머가 경화되거나, 연화되거나, 분해되어 씰의 성능과 서비스 수명이 저하될 수 있습니다.

화학적 호환성

엘라스토머는 과도한 팽창, 수축 또는 분해 없이 화학적 환경을 견뎌야 합니다. 다양한 엘라스토머는 다양한 화학 물질에 대한 내성을 제공합니다.

• 니트릴(NBR): 미네랄 오일, 그리스 및 일부 연료에 대한 내성
• 불소고무(FKM): 공격적인 화학물질, 오일 및 용매에 대한 뛰어난 내성
• EPDM: 케톤, 알코올, 브레이크 유체에 대한 내성이 우수하나 오일에 대한 내성은 낮음
• FFKM: 광범위한 가혹한 화학 물질을 견뎌내는 뛰어난 내화학성

엘라스토머와 매체 사이의 비호환성으로 인해 밀봉이 손상되고 누출이 발생할 수 있습니다.

압력

고압은 과도한 압축 세트를 유발하여 엘라스토머가 적절한 밀봉을 유지하는 능력을 감소시킬 수 있습니다. 압력 한계는 엘라스토머 유형과 밀봉 설계에 따라 달라집니다. 예를 들어, 컴팩트한 디자인의 고무 벨로우즈 밀봉은 표준 O-링에 비해 더 높은 압력을 처리할 수 있습니다.

마모 및 마모

연마 입자 또는 매체와 관련된 응용 분야에서는 엘라스토머가 조기 마모를 방지하기 위해 우수한 내마모성을 보여야 합니다. FKM 또는 FFKM과 같은 더 단단한 엘라스토머는 일반적으로 실리콘이나 EPDM과 같은 더 부드러운 소재에 비해 더 나은 내마모성을 제공합니다. 그러나 더 단단한 엘라스토머는 유연성이 필요한 동적 응용 분야에서 밀봉 성능을 저하시킬 수 있습니다.

샤프트 속도 및 런아웃

엘라스토머는 동적 밀봉 응용 분야에서 샤프트 움직임과 런아웃을 수용해야 합니다. 샤프트 속도가 높으면 열이 발생하고 엘라스토머가 더 빨리 마모될 수 있습니다. 샤프트 런아웃이나 정렬 불량이 심하면 고르지 않은 마모와 누출이 발생할 수 있습니다. FKM이나 FFKM과 같이 압축 변형 저항성과 탄성이 좋은 엘라스토머는 고속 응용 분야에 더 적합합니다. 코일 스프링이나 컨볼루션을 통합하는 것과 같은 적절한 씰 설계는 샤프트 움직임을 보상하고 밀봉 효과를 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.