건식 가스 씰 회전 기계의 배출 및 누출을 줄이는 데 필수적입니다. 그러나 이러한 첨단 씰조차도 다양한 요인의 영향을 받을 수 있는 소량이지만 측정 가능한 누출률을 가지고 있습니다. 과도한 누출을 관리하지 않으면 제품 손실, 효율 저하, 그리고 잠재적 안전 위험으로 이어질 수 있습니다.
이 블로그 게시물에서는 건식 가스 씰의 일반적인 누출률을 자세히 살펴보고 누출에 영향을 미치는 주요 요소를 조사하고 정확한 측정 및 방법을 논의합니다. 테스트 씰 최적의 작동을 보장하기 위한 성능.
건식 가스 씰의 일반적인 누출률
정상 작동 조건에서 일반적인 건식 가스 씰은 각 씰 경계면에서 분당 0.5~3 표준 입방 피트(scfm)의 누출을 발생시킵니다. 두 개의 씰이 나란히 배치된 표준 시스템의 경우, 총 씰 누출률은 1~6 scfm입니다. 이 누출률은 유사한 조건에서 일반적으로 40~200 scfm의 누출을 보이는 이중 습식 씰 구성에서 관찰되는 것보다 훨씬 낮습니다.
실제로 습식 씰에서 건식 가스 씰 시스템으로 전환하면 씰 관련 배출량을 최대 97%까지 줄일 수 있습니다. 흡입 압력이 1000psi인 압축기의 경우, 100scfm의 누출이 발생하는 이중 습식 씰 시스템은 연간 약 52.6만 scf의 공정 가스를 손실합니다. 반면, 총 누출량이 3scfm인 건식 가스 씰 시스템은 연간 약 1.6만 scf의 가스만 손실하여 배출량을 51만 scf만큼 줄일 수 있습니다.
건식 가스 씰 누출률에 영향을 미치는 요인
작동 압력
일반적으로 압력이 높을수록 씰 면의 압력 차이가 커져 누출이 증가합니다. 압력이 증가함에 따라 회전 씰 링과 고정 씰 링 사이의 얇은 가스막을 유지하는 것이 더욱 어려워집니다.
씰 크기
밀봉 계면을 따라 표면적이 더 넓은 대형 씰은 소형 씰에 비해 누출이 발생하기 쉽습니다. 이는 더 넓은 면적에 걸쳐 균일한 가스막을 유지하는 것이 점점 더 어려워지기 때문입니다.
씰 디자인
씰 면의 기하학적 구조, 홈 패턴, 리프트 형상과 같은 요소들은 모두 씰이 안정적인 가스막을 생성하고 유지하는 능력에 영향을 미칩니다. 양방향 테이퍼형 홈이나 씰 면의 미세 구조와 같은 첨단 씰 설계는 가스막 강성을 높이고 누출을 줄일 수 있습니다.
가스 속성
가스 점도, 분자량, 그리고 압축률은 씰 표면 사이의 가스막 거동에 영향을 미칩니다. 점도가 낮은 가스는 누출이 더 쉽게 발생하는 반면, 분자량이 높은 가스는 누출을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 가스에 오염 물질이나 응축수가 존재하면 가스막이 손상되어 누출이 증가할 수 있습니다.
작동 속도
일반적으로 속도가 높을수록 양력이 증가하고 가스막이 더 안정되어 누출을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 속도가 너무 높으면 진동과 동적 불안정성이 발생하여 씰 성능이 저하될 수 있습니다.
온도
더 높은 온도는 열팽창을 일으킬 수 있습니다. 씰 구성품, 밀봉 계면의 간극과 접촉 압력이 변경될 가능성이 있습니다. 또한, 고온은 물리적 특성을 저하시킬 수 있습니다. 씰 재료 시간이 지남에 따라 마모와 누출이 증가합니다.
오염
오염 물질은 씰 표면의 마모, 침식 또는 화학적 열화를 유발하여 누출 경로를 증가시킬 수 있습니다. 소량의 오염이라도 얇은 가스막을 손상시켜 밀봉 효과를 저하시킬 수 있습니다.
씰 가스 압력
밀봉 가스는 일반적으로 1차 밀봉과 2차 밀봉 사이에 주입되어 장벽을 형성하고 공정 가스가 대기로 누출되는 것을 방지합니다. 밀봉 가스 압력이 부족하면 공정 가스가 1차 밀봉을 통과하여 누출될 수 있으며, 압력이 너무 높으면 밀봉 가스가 공정 내부로 누출될 수 있습니다.
건식 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 배출 라인에 설치된 유량계를 사용하여 수행됩니다. 정상 작동 중 정상 상태 배출 유량을 측정함으로써 작업자는 1차 씰과 2차 씰 모두의 총 누출률을 파악할 수 있습니다. 측정값을 제조업체의 사양 또는 과거 데이터와 비교하면 씰 성능의 편차나 이상을 파악하는 데 도움이 될 수 있습니다.
압력 감소법
압력 감소 방법에는 다음을 분리하는 것이 포함됩니다. 씰 챔버 시간 경과에 따른 압력 강하를 모니터링합니다. 이 테스트는 일반적으로 압축기 정지 또는 유지보수 기간 동안 수행됩니다. 씰 챔버는 알려진 초기 압력까지 가압된 후, 특정 시간 간격 동안 압력 강하를 기록합니다. 압력 강하율을 분석함으로써 이상 기체 법칙을 사용하여 누출률을 계산할 수 있습니다. 이 방법은 씰 누출을 정량적으로 평가하고 정상 성능에서 유의미한 편차를 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다.
헬륨 누출 감지
헬륨 누출 감지는 씰 누출의 위치와 규모를 정확하게 파악하는 데 사용되는 매우 민감한 기술입니다. 이 방법에서는 소량의 헬륨 가스를 씰 가스 공급 장치에 주입하거나 씰 챔버에 직접 주입합니다. 그런 다음 질량 분석기가 장착된 헬륨 누출 감지기를 사용하여 씰 영역을 스캔하고 누출 경로를 통해 누출되는 헬륨을 식별합니다. 이 방법은 누출의 정확한 위치를 파악하고 미세한 누출도 감지할 수 있습니다. 누출률따라서 문제 해결 및 씰 무결성 평가에 유용합니다.
거품 테스트
기포 시험은 건식 가스 씰의 가스 누출을 시각적으로 보여줍니다. 기포 시험은 압축기가 가압된 상태에서 씰 영역에 누출 감지 용액을 도포합니다. 누출이 발생하면 누출 위치에 기포가 형성됩니다. 이 방법은 간단하고 빠르기 때문에 초기 누출 점검이나 현장 문제 해결에 유용합니다. 하지만, 정성적인 분석이므로 누출률을 정확하게 측정할 수는 없습니다. 기포 시험은 씰 성능의 종합적인 평가를 위해 다른 누출 감지 방법과 함께 사용되는 경우가 많습니다.
