건식 가스 씰의 누출률은 얼마입니까?

건식 가스 씰은 회전 기계의 배출 및 누출을 줄이는 데 필수적입니다. 그러나 이러한 고급 씰조차도 다양한 요인의 영향을 받을 수 있는 작지만 측정 가능한 누출률을 가지고 있습니다. 확인되지 않은 과도한 누출은 제품 손실, 효율성 저하 및 잠재적 안전 위험으로 이어집니다.

이 블로그 게시물에서는 건식 가스 씰의 일반적인 누출률에 대해 자세히 알아보고 누출에 영향을 미치는 주요 요소를 살펴보고 최적의 작동을 보장하기 위해 씰 성능을 정확하게 측정하고 테스트하는 방법을 논의합니다.

건식 가스 씰의 일반적인 누출률

정상적인 작동 조건에서 일반적인 건식 가스 씰은 각 개별 씰 인터페이스에서 분당 0.5~3표준 입방 피트(scfm)의 속도로 누출됩니다. 두 개의 씰이 나란히 있는 표준 시스템의 경우 이는 전체 씰을 초래합니다. 누출율 1~6 scfm 사이입니다. 이 누출률은 일반적으로 유사한 조건에서 40~200 scfm 범위의 누출을 보이는 이중 습식 밀봉 배열에서 관찰되는 것보다 훨씬 낮습니다.

실제로 습식 씰에서 건식 가스 씰 시스템으로 전환하면 씰 관련 배출물을 최대 97%까지 줄일 수 있습니다. 흡입 압력이 1000psi인 압축기의 경우 100scfm으로 누출되는 듀얼 습식 씰 시스템은 연간 약 5,260만 표준 입방 피트의 공정 가스를 손실합니다. 반면 총 누출량이 3scfm인 건식 가스 씰 시스템은 연간 약 160만 scf만 손실합니다. 즉, 5,100만 scf의 배출물을 줄이는 것입니다.

건식 가스 씰 누출율에 영향을 미치는 요인

작동 압력

일반적으로 압력이 높을수록 씰 표면 전체에 걸쳐 압력 차이가 더 크기 때문에 누출이 증가합니다. 압력이 높아지면 회전 씰 링과 고정 씰 링 사이에 얇은 가스 필름을 유지하는 것이 더 어려워집니다.

씰 크기

밀봉 인터페이스를 따라 표면적이 더 큰 대형 씰은 소형 씰에 비해 누출이 발생하기 쉽습니다. 이는 더 넓은 영역에 걸쳐 균일한 가스 필름을 유지하는 것이 점점 더 어려워지기 때문입니다.

씰 디자인

씰 면의 기하학, 홈 패턴, 리프트 피처와 같은 요인은 모두 씰이 안정적인 가스 필름을 생성하고 유지하는 능력에 기여합니다. 양방향 테이퍼 홈이나 씰 면의 미세 구조와 같은 고급 씰 설계는 가스 필름 강성을 높이고 누출을 줄일 수 있습니다.

가스 특성

가스 점도, 분자량 및 압축성은 씰 면 사이의 가스 필름의 거동에 영향을 미칩니다. 점도가 낮은 가스는 더 쉽게 누출되는 경향이 있는 반면, 분자량이 높은 가스는 누출을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 가스에 오염 물질이나 응축수가 있으면 가스 필름이 손상되어 누출이 증가할 수도 있습니다.

작동 속도

일반적으로 더 높은 속도는 리프트를 증가시키고 가스 필름을 더 안정적으로 만들어 누출을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 지나치게 높은 속도는 진동과 동적 불안정성을 유발하여 씰 성능을 저하시킬 수도 있습니다.

온도

더 높은 온도는 씰 구성 요소의 열 팽창을 일으킬 수 있으며, 잠재적으로 씰링 인터페이스의 클리어런스와 접촉 압력을 변경할 수 있습니다. 또한, 높은 온도는 시간이 지남에 따라 씰 재료의 물리적 특성을 저하시켜 마모와 누출이 증가할 수 있습니다.

오염

오염 물질은 씰 표면의 연마 마모, 침식 또는 화학적 분해를 일으킬 수 있으며, 이로 인해 누출 경로가 증가합니다. 소량의 오염이라도 얇은 가스 필름을 깨고 밀봉 효과를 손상시킬 수 있습니다.

씰 가스 압력

씰 가스는 일반적으로 1차 씰과 2차 씰 사이에 주입되어 장벽을 제공하고 공정 가스가 대기로 누출되는 것을 방지합니다. 씰 가스 압력이 부족하면 공정 가스가 1차 씰을 지나 누출될 수 있고, 압력이 너무 높으면 씰 가스가 공정으로 누출될 수 있습니다.

건조 가스 씰 누출률 측정 및 테스트

통풍 흐름 측정

건식 가스 씰 누출률을 측정하는 가장 간단한 방법 중 하나는 씰 하우징에서 배출되는 가스의 유량을 모니터링하는 것입니다. 이는 일반적으로 환기 라인에 설치된 유량계를 사용하여 수행됩니다. 정상 작동 중 정상 상태 환기 유량을 측정함으로써 작업자는 1차 및 2차 씰 모두에서 총 누출률을 결정할 수 있습니다. 측정된 값을 제조업체의 사양 또는 과거 데이터와 비교하면 씰 성능의 편차나 이상을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

압력 감소 방법

압력 감소 방법은 다음을 분리하는 것을 포함합니다. 씰 챔버 그리고 시간에 따른 압력 강하를 모니터링합니다. 이 테스트는 일반적으로 압축기 정지 또는 유지 관리 기간 동안 수행됩니다. 씰 챔버는 알려진 초기 압력으로 가압된 다음 특정 시간 간격 동안 압력 감소가 기록됩니다. 압력 감소율을 분석함으로써 이상 기체 법칙을 사용하여 누출률을 계산할 수 있습니다. 이 방법은 씰 누출에 대한 정량적 평가를 제공하며 정상 성능과의 상당한 편차를 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

헬륨 누출 감지

헬륨 누출 감지는 씰 누출의 위치와 규모를 정확히 파악하는 데 사용되는 매우 민감한 기술입니다. 이 방법에서는 소량의 헬륨 가스를 씰 가스 공급 장치에 도입하거나 씰 챔버에 직접 주입합니다. 그런 다음 질량 분석기가 장착된 헬륨 누출 감지기를 사용하여 씰 영역을 스캔하고 누출 경로를 통해 빠져나가는 헬륨을 식별합니다. 이 방법을 사용하면 누출을 정확하게 찾을 수 있으며 미세한 누출률도 감지할 수 있으므로 문제 해결 및 씰 무결성 평가에 유용합니다.

거품 테스트

버블 테스트는 건식 가스 씰에서 가스 누출을 시각적으로 표시합니다. 버블 테스트 동안 압축기가 가압되는 동안 누출 감지 솔루션이 씰 영역에 적용됩니다. 누출이 있는 경우 누출 위치에 거품이 형성됩니다. 이 방법은 간단하고 빠르므로 초기 누출 점검이나 현장 문제 해결에 유용합니다. 그러나 본질적으로 정성적이며 누출률을 정확하게 측정하지 못합니다. 버블 테스트는 종종 포괄적인 씰 성능 평가를 위해 다른 누출 감지 방법과 함께 사용됩니다.