기계적 씰 표면의 평탄도는 무엇입니까?

기계적 씰 면 평탄도는 회전 장비의 씰링 시스템의 성능과 신뢰성에 직접적인 영향을 미치는 중요한 매개변수입니다. 적절한 평탄도를 유지하면 씰 면 사이의 최적의 접촉이 보장되어 누출을 최소화하고 씰 수명을 연장할 수 있습니다.

이 글에서는 씰 페이스 평탄도의 개념, 기계적 씰에서의 중요성, 그리고 이에 영향을 미치는 요인을 살펴봅니다. 평탄도가 어떻게 측정되는지, 그리고 평탄도가 좋지 않을 경우의 결과에 대해 논의하여 다양한 산업 분야에서 씰 성능을 최적화하는 데 도움이 되는 통찰력을 제공합니다.

씰 페이스 평탄도란 무엇인가

씰면 평탄도는 씰 표면의 균일성과 매끄러움의 정도를 말합니다. 기계적 밀봉 얼굴. 완벽하게 평평한 물개 얼굴 완전히 수평인 평면에서 불규칙성이나 편차가 없을 것입니다. 그러나 실제로 모든 씰 면은 제조상의 제한과 재료 특성으로 인해 완벽한 평탄도에서 어느 정도 편차가 있습니다.

평탄도는 일반적으로 마이크로미터(μm) 또는 헬륨 광대(HLB)와 같은 길이 단위로 측정됩니다. 평탄도 값은 완벽하게 평평한 기준 평면에서 씰 면의 최대 편차를 나타냅니다. 예를 들어, 평탄도가 2μm인 씰 면은 표면의 가장 높은 지점이 가장 낮은 지점보다 2μm 위에 있음을 의미합니다.

기계적 씰에서 평탄도가 중요한 이유

평탄도는 다음과 같은 여러 가지 이유로 기계적 씰의 성능과 수명에 중요한 요소입니다.

1. 누출 방지: 평평한 씰 면은 서로 더 나은 밀봉을 형성하여 유체 누출 위험을 줄입니다. 씰 면의 불규칙성은 유체가 빠져나갈 수 있는 틈이나 채널을 만들 수 있습니다.
2. 열 발산: 플랫 씰 면은 서로 접촉하는 표면적이 더 넓어 열 전달과 발산이 더 좋습니다. 이는 씰 면의 과열과 조기 마모를 방지하는 데 도움이 됩니다.
3. 균일한 압력 분포: 평평한 씰 면은 면 사이의 접촉 압력이 균일하게 분포되도록 합니다. 불균일한 압력 분포는 씰 면의 국부적 마모 및 손상으로 이어질 수 있습니다.
4. 마찰 감소: 매끄럽고 평평한 씰 면은 씰의 회전 및 고정 구성 요소 간의 마찰을 최소화합니다. 마찰이 적으면 열 발생이 줄고 에너지 효율이 향상됩니다.
5. 씰 수명 연장: 평평한 씰 면은 더 나은 밀봉, 열 발산, 압력 분산 및 마찰 감소를 촉진하여 씰 수명을 늘리고 유지 보수 요구 사항을 줄이는 데 도움이 됩니다.

평탄도는 어떻게 측정되는가

기계적 씰 면의 평탄도는 일반적으로 광학적 평탄도 측정 기술을 사용하여 측정됩니다. 가장 일반적인 방법은 다음과 같습니다.

1. 단색광 간섭계: 이 방법은 단일 파장의 빛(보통 헬륨)을 사용하여 씰 표면에 간섭 패턴을 만듭니다. 패턴은 표면 불규칙성을 드러내 평탄도를 계산할 수 있게 합니다.
2. 백색광 간섭계: 단색광 간섭계와 유사하게 이 기술은 더 넓은 스펙트럼의 빛을 사용하여 간섭 패턴을 만듭니다. 평탄도 외에도 표면 거칠기를 측정하는 데 특히 유용합니다.
3. 광학적 프로파일 측정법: 이 방법은 레이저나 다른 광원을 사용하여 씰 표면 표면을 스캔하고 지형의 3D 지도를 만듭니다. 그런 다음 데이터를 분석하여 평탄도 및 기타 표면 특성을 결정합니다.

씰 페이스 평탄도에 영향을 미치는 요인

재료

씰 면의 재료 특성은 평탄도에 상당한 영향을 미칩니다. 다양한 재료는 경도, 탄성 및 열 팽창의 정도가 다르며, 이는 씰링 표면의 평탄도에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 탄소 흑연과 같은 부드러운 재료는 압력 하에서 변형되기 쉽고, 실리콘 카바이드와 같은 단단한 재료는 평탄도를 더 잘 유지합니다.

제조 공정

씰 면을 만드는 데 사용되는 제조 공정도 평탄도를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 래핑 및 연마 기술은 일반적으로 원하는 수준의 평탄도를 달성하기 위해 사용됩니다. 이러한 공정 중에 불일치나 불완전성이 발생하면 씰링 표면 전체에 걸쳐 평탄도가 달라질 수 있습니다.

열팽창

온도 변화로 인해 씰 표면 재료가 팽창하거나 수축하여 원래 평탄도에서 벗어나게 됩니다. 재료마다 열 팽창 계수가 다르므로 온도 변화에 노출되면 팽창 및 수축 속도가 다릅니다. 특히 맞물리는 면이 서로 다른 재료로 만들어진 경우 씰링 표면이 왜곡될 수 있습니다.

압력 변화

씰 면에 작용하는 압력의 변동은 평탄도에도 영향을 미칠 수 있습니다. 고압은 면을 변형시킬 수 있고, 갑작스러운 압력 변화는 고르지 않은 하중과 왜곡으로 이어질 수 있습니다.

샤프트 정렬 불량

기계적 씰의 회전 및 고정 구성 요소 사이의 정렬 불량은 씰 면 사이의 불균일한 접촉을 초래할 수 있습니다. 이러한 정렬 불량은 부적절한 설치, 샤프트 런아웃 또는 베어링 마모와 같은 요인으로 인해 발생할 수 있습니다. 면이 완벽하게 정렬되지 않으면 씰링 표면에 국부적인 높은 지점과 낮은 지점이 발생하여 전반적인 평탄도가 손상될 수 있습니다.

평탄도가 좋지 않은 결과

누출

씰 페이스 평탄도가 좋지 않은 주요 결과 중 하나는 누출 증가입니다. 페이스가 평평하지 않으면 페이스 사이에 틈이 생겨 밀봉된 유체가 빠져나갈 수 있습니다. 평탄도의 작은 편차도 누출 경로를 만들어 밀봉 효율을 저하시키고 제품 손실이나 오염으로 이어질 수 있습니다.

가속된 마모

평탄도가 좋지 않으면 씰 면의 마모도 빨라질 수 있습니다. 면이 완벽하게 평평하지 않으면 접촉과 하중이 고르지 않게 됩니다. 이로 인해 국부적인 고압 구역이 생겨 마찰과 마모가 증가할 수 있습니다. 마모가 가속되면 씰의 수명이 단축되고 더 자주 교체해야 합니다.

발열

평탄도가 좋지 않은 씰 면은 작동 중에 과도한 열을 발생시키기 쉽습니다. 면 사이의 불균일한 접촉은 마찰을 증가시키고, 이는 열을 발생시킵니다. 이러한 열 축적은 씰 구성 요소의 열적 변형으로 이어져 평탄도 문제를 더욱 악화시킬 수 있습니다. 과도한 열은 또한 씰링 재료를 저하시키고 시간이 지남에 따라 효과를 감소시킬 수 있습니다.

진동과 소음

평탄도 편차는 기계적 씰의 진동과 소음 증가에 기여할 수 있습니다. 면이 평평하지 않으면 간헐적인 접촉이나 떨림이 발생하여 씰링 시스템을 통해 전파될 수 있는 진동이 발생할 수 있습니다. 이러한 진동은 소음을 발생시킬 뿐만 아니라 어셈블리의 다른 구성 요소가 조기에 고장날 수도 있습니다.

밀봉 성능 저하

씰 면의 평탄도가 낮으면 전체 씰링 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 평평한 면은 씰링 표면 사이에 얇고 균일한 유체 필름을 유지하는 데 필수적입니다. 평탄도가 떨어지면 유체 필름이 깨져 마찰, 마모 및 누출이 증가합니다. 이러한 씰링 성능 감소는 전체 시스템의 효율성과 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.