안녕하세요 여러분, 유압 또는 공압 시스템을 사용해 본 적이 있다면 로드 씰이 모든 것을 원활하게 작동시키는 숨은 영웅이라는 것을 아실 것입니다. 그러나 여기에 문제가 있습니다. 우리 대부분은 부식이 발생했을 때 어떻게 견디는지 생각하는 것을 멈추지 않습니다. 저는 제조, 농업, 건설, 심지어 해양 산업에 종사하는 사람들과 매일 대화하며 부식성 환경이 항상 발생하는 로드 씰 공급업체 팀의 일원입니다. 지난주에 식품 가공 공장을 운영하는 한 남자와 통화를 했는데 그의 씰이 세척용 화학 물질 때문에 좌우로 작동하지 않고 있었습니다. 또 다른 고객은 해상 시추 작업을 하고 있었는데 바닷물이 예상보다 훨씬 빨리 그의 장비를 갉아먹고 있었습니다. 그럼 이것을 자세히 분석해 보겠습니다. 로드 씰은 부식성 환경에서 실제로 어떻게 작동하며, 다른 씰보다 나은 점은 무엇이며, 귀하의 장비가 부식성 물질을 다루는 경우 무엇을 찾아야 합니까?
먼저 간단하게 설명하겠습니다. 로드 씰의 주요 임무는 유체(오일, 유압유 등)가 새는 것을 막고 오염 물질(먼지, 물, 화학 물질)이 유입되는 것을 막는 것입니다. 부식성 환경은 큰 문제를 야기합니다. 씰 재료의 품질이 저하되고, 고무나 폴리머가 분해되고, 갈라지거나 부풀어 오르거나 모양이 사라질 수 있습니다. 그런 일이 발생하면 누출이 시작되고 압력이 떨어지며 기계가 다운됩니다. 특히 다운타임으로 인해 시간당 수천 달러의 비용이 드는 경우에는 좋지 않습니다.
그렇다면 로드 씰의 부식 방지 기능은 무엇입니까? 모든 것은 그것이 만들어진 재료에 따라 결정됩니다. 그렇죠? 나는 태양 아래에서 모든 유형을 보았지만 부식성 환경에 대한 가장 일반적인 유형은 NBR, POM, TPU, 때로는 이들의 조합입니다. 부식을 처리하는 방식이 완전히 다르기 때문에 각각에 대해 이야기해 보겠습니다.
먼저 NBR을 선택하십시오. 이는 니트릴 고무입니다. 매우 일반적이고 저렴하며 일반적인 내유성에 좋습니다. 하지만 잠깐만요. 모든 경우에 적용할 수 있는 것은 아닙니다. 표준 NBR은 순한 오일과 일부 화학 물질에는 문제가 없지만 산성 세척제나 특정 용제와 같은 더 강한 부식성을 다루는 경우 부풀어 오르거나 부서질 수 있습니다. 이것이 오늘날 우리가 NBR 제제를 수정한 이유입니다. 씰이 로드와 함께 움직이는 데 필요한 유연성을 잃지 않으면서 더 넓은 범위의 화학 물질에 저항하도록 처리되었습니다. 식품 등급 세척 용액을 사용하는 식품 가공 공장에 있다면 앞서 언급한 NBR POM 가이드 내부 밀봉 로드 가이드를 확인하세요. NBR 고무와 POM(폴리옥시메틸렌) 내부 링을 결합하면 밀봉 방식이 부식에 대해 더욱 안정적이면서 밀봉이 어떻게 되는지를 안내합니다. 이 콤보는 경도에서 중간 정도의 부식성 환경에 대한 판도를 바꾸는 획기적인 제품입니다.
그런 다음 자체적으로 POM이 있습니다. 그건 단단한 폴리머죠, 그렇죠? 견고하고 마찰이 적으며 많은 화학물질에 노출되어도 부풀어오르지 않습니다. 하지만 너무 단단하기 때문에 단독으로 밀봉하는 것은 좋지 않습니다. 막대 표면에 적절한 밀봉을 생성하려면 탄성중합체 지지대가 필요합니다. 따라서 POM은 일반적으로 스텝 씰과 같은 다중 구성 요소 씰의 일부입니다. 말하자면, 유압 실린더용 로드 스텝 씰이 이에 대한 완벽한 예입니다. POM 스텝과 엘라스토머 본체가 있어 POM의 내화학성과 고무의 밀봉 유연성을 얻을 수 있습니다. 나는 비와 제빙염을 다루는 건축업자들에게 이것을 추천했는데, 그들은 이전보다 밀봉 실패가 훨씬 적었습니다. POM 부품은 부식성 염분을 견디고 고무 베이스는 유체를 유지하여 서로 윈윈합니다.
다음은 열가소성 폴리우레탄인 TPU입니다. 이 재료는 특히 오일, 연료 및 다양한 산업용 화학 물질과 관련하여 내식성에 있어 매우 뛰어난 제품입니다. 잠깐만요, 마모에 대한 내구성도 뛰어납니다. 이는 부식성 지역에서 두 배의 문제입니다. 화학 물질과 싸울 뿐만 아니라 씰을 가로질러 끌려가는 입자도 처리해야 하기 때문입니다. 중장비 또는 농업 장비 분야의 많은 고객이 부식성 비료와 마모성 먼지를 모두 처리할 수 있기 때문에 TPU 오일 씰을 선택합니다. 지난 달 한 농부에게 장비에 산성 살충제를 뿌린 지 불과 몇 달 만에 오래된 고무 씰이 썩었지만 TPU로 전환하면 시즌 전체를 지속할 수 있다고 말했습니다. 실제로 이것이 바로 재료가 만드는 차이입니다.
이제는 소재뿐만 아니라 디자인도 중요합니다. 부식에 가장 잘 견디는 재료가 있더라도 잘못된 설계로 인해 부식 물질이 침투하여 파손될 수 있습니다. 예를 들어, 컴팩트 슬라이드 씰은 작은 공간에 꼭 맞도록 제작되었지만 씰 홈에 오염 물질이 갇히는 것을 방지하여 부식을 줄이도록 설계되었습니다. 로드 컴팩트 슬라이드 씰은 소형 유압 모터나 소형 건설 도구와 같이 공간이 제한적이고 부식 위험이 있는 응용 분야에 적합합니다. 엔지니어링 방식은 부식성 물질에 대한 노출이 적다는 것을 의미하므로 수명이 더 길어집니다. 이는 많은 사람들이 간과하는 부분입니다. 열악한 환경에서의 성능에 있어서 디자인은 재료만큼 중요합니다.
잠깐, 이론은 괜찮지만 실제 결과가 중요하기 때문에 실제 사용 사례에 대해 이야기해 보겠습니다. 당사의 기계 로드 씰은 광업, 식품 및 음료, 해양, 심지어 폐수 처리까지 모든 종류의 장소에서 사용됩니다. 폐수 처리장은 하수, 청소 화학 물질, 심지어 부식성이 강한 황화수소까지 모든 종류의 부식성 물질을 처리합니다. 우리는 H2S 때문에 3개월마다 실린더 씰을 교체해야 하는 중서부의 한 공장에 씰을 공급했습니다. 그들은 제가 언급한 스텝 씰과 유사한 POM 엘라스토머 콤보 씰로 전환했으며 이제는 교체 없이 18개월 동안 사용 가능합니다. 이는 우연이 아닙니다. 올바른 재료와 디자인을 정확한 부식제와 일치시키는 것이 모든 차이를 만듭니다.
또 다른 점은 작동 조건도 중요한 역할을 한다는 것입니다. 부식성 환경은 단지 화학물질만을 의미하는 것이 아닙니다. 온도가 중요합니다. 온도가 매우 높으면 화학 물질이 더 빨리 분해되고 씰 재료가 더 빨리 분해됩니다. 압력도 마찬가지입니다. 압력이 높을수록 부식성 유체가 씰에 더 쉽게 침투할 수 있습니다. 부식성 환경에서 열과 압력을 높이면 실온과 낮은 압력에서 잘 작동하는 씰이 실패할 수 있습니다. 그렇기 때문에 우리 팀은 항상 고객에게 특정 환경, 즉 어떤 화학 물질이 있는지, 온도 범위, 압력, 연마재가 있는지 물어봅니다. 우리는 단순히 제품을 강요하는 것이 아니라 고객이 자신의 요구 사항에 정확히 맞는 제품을 찾도록 돕습니다.
잠깐, 일반적인 오해를 해결해 보겠습니다. 많은 사람들은 "더 비싸다"는 것이 내부식성이 더 높다는 것을 의미한다고 생각하지만 항상 그런 것은 아닙니다. 정기적으로 오일이 누출되는 공장과 같이 가벼운 부식 환경을 위해 TPU 씰을 선택한다면 돈을 낭비하는 것입니다. NBR-POM 콤보 씰도 마찬가지로 작동하고 비용도 더 저렴합니다. 반대로 바닷물이 도처에 존재하는 해양 환경에서 표준 NBR로 저렴하게 간다면 좋지 않은 시간을 보낼 것입니다. 소금은 부식성이 강하고 시간이 지남에 따라 고무를 분해하므로 TPU 또는 POM 기반 씰과 같은 것이 필요합니다. 그렇기 때문에 시간을 들여 환경을 평가하는 것이 중요합니다. 과도하게 지출하거나 과소 지출하지 말고 작업에 적합한 도구를 선택하십시오.
그렇다면 부식성 환경과 밀봉 문제를 다루고 있다면 어떻게 해야 할까요? 먼저 씰이 어떤 부식제에 노출되어 있는지 정확히 파악하십시오. 바닷물인가요? 산성 세척제? 비료? 하수 오물? 그 사실을 알고 나면 해당 특정 화학 물질에 저항하는 재료로 만든 씰을 찾으십시오. 확실하지 않다면 추측하지 말고 우리 팀처럼 자신의 일을 잘 아는 공급업체에 문의하세요. 우리는 부식성 환경에서 씰 문제를 해결하는 데 많은 도움을 주었으며 올바른 제품을 알려드릴 수 있습니다. 예를 들어, 염분을 다루는 유압 실린더에 있는 경우 유압 실린더용 로드 스텝 씰을 확인하거나 식품 공장의 좁은 공간을 위한 무언가가 필요한 경우 로드용 NBR POM 내부 씰링 가이드에 해당 콤보에 대한 모든 세부 정보가 있습니다.
그리고 정기적인 관리도 도움이 됩니다! 최고의 내부식성 씰이라도 점검하지 않으면 실패하게 됩니다. 정기적으로 균열, 부기 또는 누출이 있는지 검사하고, 로드 표면을 청소하여 부식성 물질을 제거하고, 씰 홈에 잔해물이 없는지 확인하십시오. 특히 열악한 환경에서는 약간의 유지 관리만으로도 씰 수명을 연장하는 데 큰 도움이 됩니다.
마무리하겠습니다. 로드 씰은 부식성 환경에서 성능을 발휘합니다. 올바른 재료와 올바른 디자인을 선택하고 특정 조건에 맞는지 확인하기만 하면 됩니다. NBR, POM, TPU와 같은 재료와 이들의 조합은 내식성을 위해 선택되며 스텝 씰, 컴팩트 슬라이드 씰 및 내부 씰링 가이드와 같은 디자인은 이러한 성능을 극대화하는 데 도움이 됩니다. 모든 용도에 맞는 씰을 사용하는 실수를 저지르지 말고 유지 관리를 간과하지 마십시오. 부식성 환경에서 밀봉 문제를 해결하는 데 지치셨다면 저희가 도와드리겠습니다. 우리 팀은 모든 종류의 산업 분야에서 수년간 작업한 경험을 갖고 있으므로 TPU 오일 씰, 기계 로드 씰 또는 그 사이에 필요한 것이 무엇이든 관계없이 연결해 드릴 수 있습니다. 당사에 연락하여 귀하의 요구 사항에 대해 이야기하시면 가장 열악한 부식 환경에서도 지속되는 씰을 얻을 수 있도록 보장해 드리겠습니다.
참고자료
- 고무 내화학성 가이드. 마찰공학자 및 윤활공학자 협회, 2021.
- 부식성 유압유에서의 폴리머 씰 성능. 산업 마찰학 저널, Vol. 73, 4호, 2020, pp. 312-320.
- 중장비의 내부식성 강화를 위한 스텝 씰 설계. 건설기계정비저널, Vol. 2022년 2월 15일, 45-51페이지.
- 마모성 및 부식성 환경을 위한 열가소성 폴리우레탄 씰. 탄성중합체 및 플라스틱 저널, Vol. 54, No. 6, 2022, pp. 789-805.