M/C Seal Face 재질의 종류

출처:씨에스텍

 

 

	M/C Seal Face 재질의 종류
1. M/C Seal의 구성   메카니칼씰에 구조는 Seal Ring. Packing. Body의 3요소로 구성된다. 1) Seal Ring : 회전체(Rotary)와 고정체(Stationary)로 구분되며 서로 Seal Ring Face가 섭동하여 주요기능인 Pumping압력에 의한 유체의 외부 유출을 방지하는 1차씰(Primary seal)의 기능을 수행한다. 2) Packing : Pump Shaft등의 회전축을 통한 유체의 외부유출 방지 및 Pump Grand Box외부로의 유출을 방지하는 보조씰(Secondary seal)기능을 수행한다. 재질의 선정은 화학성,내열성,탄력성등을 고려하여 선정한다. 3) Body : Pump Shaft와 체결되어 회전하며 구조의 형상을 유지하여 유체의 외부 유출을 방지하는 보조기능을 수행한다. 재질은 주로 Metal로 구성되며 화학성.내열성등을 고려하여 선정한다. 2. M/C Seal Face의 특성   메카니칼씰을 장기간 사용하기 위해서는 섭동재 자체에 윤활성이 좋고 내마모성이 우수한 것이 좋다. 일반적으로 Seal Ring Face는 다음 조건을 충족하는 것이 이상적이다. 1) 내마모성이 높고, 윤활성이 높아야한다. 2) 내화학성이 우수해야한다. 3) 기계적 강도가 높고, 고온에서 변형률이 낮아야한다. 4) Face의 평행도, 평면도, 평탄도가 높아야한다. 3. M/S Face의 종류 1) 카본 (Carbon) : 가장 범용적으로 사용되는 재질로서 내화학성이 있으며, 자체 높은 윤활성으로 마찰계수가 낮아 고온, 고속회전, Dry 운전등에 적합한 재질이다. 2) SiC (Silicon Carbide) : Ceramic의 일종으로 내화학성이 우수하며, 경도가 높아 내마모성이 뛰어나고, 자체 윤활성이 높아 재질선택이 확대되는 우수한 소재이다. 씰리콘 카바이드는 초경합금보다 수배의 내 마모성으로 슬러리 유체에도 강하며, 마찰계수도 초경합금보다 낮아 Seal Ring Face의 발열량, 동력손실이 적으며, 고속 회전기기에서의 바란스 문제등에 매우 유리하다. 또한 내식성은 테프론과 대등하기 때문에 거의 모든 유체에 적용가능하다. 3) 초경합금 (Tungsten Carbide) : 초경합금은 경도가 높으며 메카니칼씰의 섭동재로서 우수하며, 카본과 조합하여 사용되고 있으며 슬러리가 함유된 유체 및 결정 또는 고형물이 함유된 유체의 경우에는 초경 합금끼리 조합하여 사용한다. 4) Al2O3 (Ceramic) : 은 내식성과 내마모성이 우수하어 모든 유체에 사용할수 있어 그 용도는 넓다. 단점은 열 충격에 약하므로 비교적 저속으로 운전하여야한다. 5) 초경합금 코팅 : 초경합금 파우더를 섭동면에 융착을 시켜 범용적으로 쓰이는 코팅재질이나 고속외전시 박리현상과 마모성에 문제가 발생할수 있다. M/C Seal의 선정 메카니칼 씰을 사용함에 있어서 형식.재질 및 플러싱 방법을 선정하는 경우 사용조건에 의하여 서로 관련이 있기 때문에 간단하지 않으면 매우 까다롭다. 1) 씰 구조의 선정 ① 비중, 점도, 융점, 주속, 기계의 구조 ② 부식성의 유무 ③ 유체온도 ④ 씰 장착부의 압력 ⑤ 절경, 미립자의 유무 2) 바란스, 언바란스의 선정 ① 비점 ② 씰 장착부의 압력 ③ 주속 3) 섭동면 재질의 선정 ① 비중, 점도, 융점, 주속, 기계의 구조 ② 부식성의 유무 ③ 유체온도 ④ 씰 장착부의 압력 ⑤ 절경, 미립자의 유무 ⑥ 주속 4) 구조 재질의 선정 ① 부식성의 유무 ② 유체온도 5) 패킹 재질의 선정 ① 부식성의 유무 ② 유체온도 6) 플러싱 시스템의 검토 5 가지 선정의 모든 포함 부분

 

	고장원인 및 대책
메카니칼 씰의 고장은 여러가지 원인이 겹쳐서 발생하는 경우가 많기 때문에 가장 많이 발생하는 고장에 대하여 원인과 대책을 간략히 서술하였다. 고 장 요 소 원 인 대 책 축의 흔들림   적정허용치가 되도록 축을 수정 또는 교환한다. 축에 대한 씰 면의 직각도 불량 씰 커버의 불균형한 조임 - 균일하게 조일것 -그랜드 볼트를 4개이상으로 한다. 씰 커버 장치면의 축에 대한 직각도 불량 재가공 수정한다. 스프링의 면압불량 스프링의 파손 원인을 규명한 다음 재질을 교환한다. 이물질 부착으로 인하여 스프링 작동 불량 플러싱, 더블 씰 및 스프링 리테이너의 개조등을 검토한다. 퀜칭 액에 스케일이 유입 퀜칭액의 액질조사, 액질이 나쁘면 다른 방법을 검토한다. 섭동면에 이상 Crack 발생 Dry 운영 운전 및 플러싱 라인을 점검한다. 스터핑 박스의 내압불량 설계압력이 되도록 조정한다. 고진공 퀜칭을 하든가 또는 더블씰로 변경한다. 섭동면의 파손 장치 칫수 불량 닿는 곳이 없는가를 점검하고 축의 이동은 없는가를 조사한다. Dry 운영 운전상태 및 플러싱 라인을 점검한다. 씰 장치 위치 불량 장치방법이 틀림 장치기준 칫수를 확인한다. 셋트스크류의 풀림 핀(키이)으로 고정시킨다.

	Slurry원인 및 대책
M/C SEAL에 있어서 가장 어려운 문제의 하나가 슬러리를 취급하는 유체에 메카니칼 씰을 사용하는 것이다. 1) 유체중에 고형물이 흡입되었을때 ① 메카니칼 씰 자체에 대책을 강구한다. (구조의 특별설계) ② 익스터널 플러싱을 한다. ③ 더블 메카니칼 씰을 사용한다. 2) 화학 반응에 의하여 고형물이 생성할 때 ① 플러싱 유량을 충분하게 하고 퀜칭을 한다. ② 더블 메카니칼 씰을 사용한다. 위에서 슬러리를 함유할 때 먼저 그 유체의 성분을 충분히 알아야 하는 것이 중요하며 조사결과에 따라 대책을 세우지 않으면 만족한 결과를 얻을 수 없다. 대책에 대하여서도 익스터널 플러싱의 채택 여부에 대하여서는 그 장치의 내용을 파악하여야 한다. 단순히 씰 메이커의 판단만으로 대책을 세울 수 없을 때도 많다. 이와같은 유체에 대한 장치에 대해서는 당사와 상담하여 결정하는 것이 바람직 하다.