Mechanical Seal에는 어떤 종류의 윤활제가 사용됩니까?

기계적 씰은 합성 오일, 그리스, 건조 윤활제, 배리어 또는 버퍼 유체와 같은 윤활제를 사용하여 마찰과 마모를 최소화합니다. 올바른 윤활제 선택은 온도, 압력, 속도, 유체 호환성 및 점도와 같은 요인에 따라 달라집니다.

기계적 씰이 올바르게 설치되고 펌프가 작동 중일 때 회전하는 씰 면은 원심력을 생성하여 씰 면 사이에 얇은 유체 필름을 그립니다. 이 유체 필름은 접촉 표면을 윤활하여 마찰과 마모를 최소화합니다. 또한 유체는 회전 표면에서 발생하는 열을 발산하여 씰 구성 요소의 과열 및 열 손상을 방지합니다.

기계적 씰용 윤활유 종류

합성 오일

합성 오일은 뛰어난 열 및 산화 안정성, 낮은 휘발성, 다양한 엘라스토머 및 씰 표면 재료와의 호환성으로 인해 기계적 씰에서 널리 사용되는 윤활제입니다. 광범위한 온도 범위에서 점도를 유지하여 까다로운 환경에서도 적절한 윤활을 보장합니다. 일반적인 합성 오일에는 폴리알파올레핀(PAO), 폴리알킬렌 글리콜(PAG), 퍼플루오로폴리에테르(PFPE)가 있습니다.

합성 오일은 보일러 급수 펌프나 반응기와 같이 미네랄 오일이 분해되거나 씰 표면에 침전물을 형성할 수 있는 고온 응용 분야에 선호됩니다. 또한 기존 윤활제를 분해할 수 있는 공격적인 화학 물질이나 부식성 유체와 관련된 응용 분야에서도 탁월합니다.

유지

그리스는 기유, 증점제, 첨가제로 구성된 반고체 윤활제입니다. 기계적 씰에서 우수한 밀봉 및 윤활 특성을 제공하며, 특히 저속, 고부하 또는 간헐적 작동이 있는 응용 분야에서 그렇습니다. 증점제는 씰 면에 보호 필름을 형성하여 직접 접촉을 방지하고 마모를 줄입니다.

그리스는 기본 오일 유형(미네랄, 합성 또는 식물성)과 증점제(비누 또는 비비누)에 따라 분류됩니다. 리튬 기반 그리스는 일반 용도에서 흔히 사용되는 반면, 실리콘, 불소화 또는 폴리우레아 그리스는 고온 또는 화학적으로 공격적인 환경에서 사용됩니다.

건조 윤활제

건식 윤활제는 고체 윤활제라고도 하며, 기존의 액체 또는 그리스 윤활제가 적합하지 않은 기계적 씰에 사용됩니다. 씰 면에 얇은 코팅으로 도포되며 낮은 전단 강도와 높은 하중 지지 용량을 통해 윤활을 제공합니다. 일반적인 건식 윤활제로는 흑연, 이황화 몰리브덴(MoS2), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 육각형 질화 붕소(hBN)가 있습니다.

건식 윤활제는 액체 윤활제가 증발, 분해 또는 가스 방출되는 고온, 진공 또는 방사선 환경에 이상적입니다. 또한 기존의 윤활 씰을 막거나 손상시킬 수 있는 연마 입자나 오염 물질과 관련된 응용 분야에서도 탁월합니다.

장벽 및 버퍼 유체

어떤 경우에는 기계적 밀봉 설계, 배리어 또는 버퍼 유체는 씰 면을 윤활하고 냉각하는 데 사용되며, 동시에 공정 유체로부터 분리합니다. 배리어 유체는 더블 또는 탠덤 씰에서 사용되며, 여기서 1차 및 2차 씰 사이의 공간을 채워 씰 면에 깨끗하고 호환되는 환경을 제공합니다. 버퍼 유체는 듀얼 씰에서 사용되며, 여기서 누출을 방지하기 위해 공정 유체보다 더 높은 압력으로 유지됩니다.

배리어 및 버퍼 유체는 공정 유체, 씰 표면 재료 및 엘라스토머와의 호환성을 기준으로 선택됩니다. 이는 물, 합성 오일 또는 윤활을 향상시키고 부식을 방지하거나 분해를 방지하는 첨가제가 포함된 특수 제형 유체일 수 있습니다. 제약 또는 식품 산업에서는 식품 등급 윤활제 또는 FDA 승인 유체를 사용하여 제품 순도와 안전성을 보장합니다.

윤활제 선택에 영향을 미치는 요소

온도

작동 온도 범위는 기계적 씰의 윤활제 선택에 상당한 영향을 미칩니다. 고온은 윤활제가 분해되어 점도와 보호 특성을 잃을 수 있습니다. 이러한 저하로 인해 씰 표면의 마모가 증가하고 씰 수명이 단축되며 잠재적으로 누출이 발생할 수 있습니다. 반대로 저온은 윤활제가 걸쭉해져 씰 표면을 흐르고 적절하게 윤활하는 능력이 손상될 수 있습니다. 광범위한 온도 범위와 우수한 열 안정성을 가진 윤활제를 선택하면 다양한 조건에서 최적의 성능을 보장합니다.

폴리알파올레핀(PAO) 및 퍼플루오로폴리에테르(PFPE)와 같은 합성 오일은 미네랄 오일에 비해 우수한 고온 안정성을 제공합니다. 이러한 합성 윤활제는 고온에서도 점도와 윤활 특성을 유지합니다.

압력

시스템의 작동 압력도 윤활제 선택에 중요한 역할을 합니다. 고압은 윤활제가 묽어지게 하여 하중 지지 용량을 감소시키고 씰 표면의 마모를 증가시킬 수 있습니다. 극단적인 경우 고압은 윤활제가 증발하게 하여 윤활이 완전히 손실될 수도 있습니다. 점도 지수가 높고 압력-점도 계수가 좋은 윤활제를 선택하면 고압 조건에서도 윤활 특성을 유지할 수 있습니다.

고압 어플리케이션의 경우 극압(EP) 에이전트 및 마모 방지 첨가제와 같은 첨가제가 포함된 윤활제는 추가 보호를 제공할 수 있습니다. 이러한 첨가제는 씰 표면에 보호 필름을 형성하여 마모를 줄이고 극한 하중에서 표면 손상을 방지합니다.

속도

샤프트의 회전 속도는 윤활제 선택에도 영향을 미칩니다. 고속 적용은 마찰 증가로 인해 더 많은 열을 발생시키며, 이는 윤활제 분해 및 점도 감소로 이어질 수 있습니다. 이는 부적절한 윤활, 증가된 마모 및 조기 씰 고장으로 이어질 수 있습니다.

가벼운 오일이나 낮은 일관성 그리스와 같은 저점도 윤활제는 종종 고속 응용 분야에 선호됩니다. 이러한 윤활제는 내부 마찰이 낮고 더 쉽게 흐를 수 있어 열 발생을 줄이고 씰 면에 적절한 윤활을 제공합니다. 폴리글리콜 및 에스테르와 같은 합성 오일은 우수한 전단 안정성을 제공하며 고속 응용 분야에 적합합니다.

유체 호환성

윤활제와 공정 유체 간의 호환성은 윤활제 선택에서 또 다른 중요한 요소입니다. 윤활제는 분해되거나 윤활 특성을 잃지 않고 공정 유체에 노출되어도 견딜 수 있어야 합니다. 호환되지 않는 윤활제는 분해되어 씰 표면에 침전물을 형성하거나 탄성 구성 요소가 부풀어 오르게 되어 누출과 조기 씰 고장으로 이어질 수 있습니다.

윤활제를 선택할 때는 공정 유체의 화학적 구성과 다양한 윤활제 유형과의 반응성을 고려하십시오. 예를 들어, 가혹한 화학 물질이나 용매가 관련된 응용 분야에서는 뛰어난 내화학성으로 인해 불소화 오일이나 퍼플루오로폴리에테르(PFPE) 그리스가 필요할 수 있습니다. 식품 및 제약 산업에서 윤활제는 식품 등급이어야 하며 NSF H1 또는 FDA 지침과 같은 관련 규정을 준수해야 합니다.

점도

점도는 윤활제가 씰 면 사이에 안정된 필름을 형성하고 마모로부터 보호하는 능력을 결정하는 중요한 특성입니다. 최적의 점도는 작동 온도, 압력, 속도 및 씰 설계와 같은 요인에 따라 달라집니다. 점도가 너무 낮은 윤활제는 적절한 필름 두께를 제공하지 못해 마찰과 마모가 증가할 수 있습니다. 반대로 점도가 너무 높은 윤활제는 과도한 드래그와 열 발생을 일으켜 씰 성능을 저하시킬 수 있습니다.

점도는 작동 조건에서 안정적인 윤활 필름을 유지할 만큼 높아야 하지만 효율적인 열 발산을 허용하고 마찰 손실을 최소화할 만큼 낮아야 합니다. 점도 지수 개선제를 윤활제에 추가하여 광범위한 온도 범위에서 점도를 유지하여 다양한 조건에서 최적의 성능을 보장할 수 있습니다.