유압 피스톤 씰을 올바르게 측정하고 교체하는 방법

유압 피스톤 씰은 실린더 성능, 효율성 및 안전에 매우 중요합니다. 정확한 측정과 교체는 누출, 압력 손실, 마모 가속화 및 값비싼 가동 중단을 방지합니다. 이 글에서는 씰이 고장나는 원인, 피스톤, 로드 및 글랜드의 치수를 정밀하게 측정하는 방법, 적절한 재질(NBR, FKM, PTFE, FFKM, EPDM, 실리콘)을 선택하는 방법, 단계별 교체 기술 및 예방 조치에 대해 설명합니다. 기술자와 엔지니어가 검증 가능하고 반복 가능한 결정을 내릴 수 있도록 실용적인 허용 오차, 도구 및 표준 참조 자료를 제공합니다.

유압 씰 고장의 일반적인 원인

마모, 마찰 및 입자 오염

고형 입자 오염과 마모는 유압 씰 고장의 주요 원인 중 하나입니다. 단단한 입자와 마모성 유체는 슬라이딩 표면에 흠집을 내고 씰 립을 침식시켜 누출을 가속화합니다. 오염된 환경에서 작동하는 씰은 적절한 여과 장치, 스크레이퍼 및 더스트 링을 사용하지 않으면 조기에 고장나는 경우가 많습니다.

압출, 씹힘 및 압력 급증

고압 상태이거나 글랜드 간극이 부적절할 경우, 엘라스토머 씰은 피스톤과 실린더 보어 사이의 틈으로 돌출되어 파손될 수 있습니다. 이러한 현상은 특히 백업 지지력이 부족하거나 돌출 틈이 씰 재질의 한계를 초과할 때 흔히 발생합니다. 백업 링을 사용하거나 경도가 높은 재질 또는 PTFE 기반 복합재 씰을 사용하면 돌출 위험을 줄일 수 있습니다.

화학적 공격, 열 노화 및 비호환성 재료

화학 물질(유압유, 물, 용제) 노출 및 고온은 엘라스토머의 팽창, 경화 또는 연화를 유발합니다. 유체 환경에 적합하지 않은 엘라스토머를 선택하면(예: 고온에서 인산에스테르계 유체에 표준 NBR 사용) 수명이 단축됩니다. 교체용 씰을 선택할 때는 재질 호환성 차트 및 표준을 참조하십시오.

유압 피스톤 씰의 정확한 측정

측정 대상: 피스톤, 로드, 글랜드 및 압출 간극

피스톤 씰 교체 부품을 주문하기 전에 다음 주요 치수를 측정하십시오.

• 피스톤 직경(D) - 타원형 여부를 확인하기 위해 마이크로미터 또는 보어 게이지를 사용하여 여러 축 방향 위치에서 측정합니다.
• 실린더 내경(보어) - 내경 마이크로미터 또는 보어 게이지를 사용하여 측정하십시오. 원형도와 표면 마감은 씰 수명에 중요합니다.
• 로드 직경(로드가 동일한 글랜드를 통과하는 경우) - 마이크로미터로 측정하고 마모 홈이 있는지 확인하십시오.
• 피스톤 홈의 자유 폭과 홈 바닥 직경을 측정하십시오. 이는 단면 선택에 중요합니다.
• 반경 방향 간극/압출 간극 — 보어 내경과 피스톤 외경의 차이; 글랜드 근처의 축 방향 간극도 확인하십시오.

원래 부품 번호를 기록하고 기존 씰과 홈의 사진을 찍어 두십시오. 이렇게 하면 비표준 프로파일을 식별하는 데 도움이 됩니다.

도구 및 측정 방법

권장 공구: 외경 마이크로미터(0~100mm), 내경 게이지(다이얼 게이지), 버니어 캘리퍼(빠른 측정용), 필러 게이지(작은 틈새용), 그리고 가능하다면 홈 프로파일 측정을 위한 광학 비교기. 정밀 가공이 필요한 경우에는 진원도 측정기와 표면 거칠기 측정기(Ra)를 사용하십시오. 다음 단계를 따르십시오.

1. 부품에 묻은 기름과 이물질을 완전히 제거하기 위해 깨끗하게 세척하십시오.
2. 편심 또는 테이퍼를 감지하려면 각 치수를 120° 간격으로 세 번 측정하십시오.
3. 측정값을 기록하고 평균 및 최대 편차를 계산합니다.

허용 오차 및 실제 범위

정확한 허용 오차는 씰 유형, 압력 및 속도에 따라 달라집니다. 업계 전반에서 일반적으로 사용되는 실무 지침은 다음과 같습니다(OEM 및 Parker, SKF와 같은 표준과 비교하여 검증하십시오).

문제 해결 체크리스트

1. 시스템 압력과 온도가 설계 범위 내에 있는지 확인하십시오.
2. 씰, 로드 및 보어에 긁힘, 부식 및 마모가 있는지 검사하십시오.
3. 주요 치수를 측정하고 허용 오차와 비교하십시오.
4. 유체 청결도(입자 수) 및 필터 요소를 점검하십시오.
5. 씰 재질이 유압유 및 첨가제와 호환되는지 확인하십시오.
6. 설치 방향, 홈 맞춤 상태 및 백업 링 유무를 확인하십시오.

자주 묻는 질문

1. 피스톤 씰을 교체해야 하는지 아니면 실린더에 문제가 있는지 어떻게 알 수 있나요?

먼저 증상을 파악하십시오. 커넥팅 로드가 정지해 있을 때 피스톤 부위에서만 누출이 발생한다면 씰에 문제가 있을 가능성이 높습니다. 실린더 보어 또는 커넥팅 로드에 긁힘이나 타원형 변형이 있다면 기계적 수리가 필요할 수 있습니다. 공차를 측정하고 표면을 검사하여 씰 교체만으로 문제가 해결되는지 확인하십시오.

2. 기존에 사용하던 고무 패킹이 괜찮아 보이면 재사용해도 되나요?

중요 시스템의 경우 씰을 재사용하는 것은 권장되지 않습니다. 엘라스토머는 하중을 받으면 변형되어 외부에서 보이지 않는 미세 균열이나 영구 변형이 발생할 수 있습니다. 실린더 재조립 시 씰을 교체하는 것이 안정적인 성능을 보장하는 최선의 방법입니다.

3. 유압 피스톤 씰에 가장 적합한 재질은 무엇입니까?

최적의 소재는 하나로 정해져 있지 않으며, 유체의 종류, 온도, 압력 및 동적 조건에 따라 선택이 달라집니다. NBR은 광물유 시스템에 경제적이고, FKM은 고온 및 가혹한 유체에 적합하며, PTFE 복합재는 고속/고온 또는 부식성 환경에 적합합니다.

4. 피스톤과 실린더 보어 사이의 간극은 얼마나 좁아야 할까요?

피스톤과 실린더 보어 사이의 일반적인 반경 방향 간극은 적용 분야에 따라 0.05mm에서 0.20mm 사이입니다. 간극이 좁을수록 밀봉 성능은 향상되지만, 정렬 상태와 표면 조도가 더욱 정밀해야 합니다. 항상 씰 공급업체의 권장 사항 및 장비 OEM의 데이터를 확인하십시오.

5. 백업 벨소리는 언제 사용해야 하나요?

작동 압력이 씰 재질의 압출 저항을 초과하거나 반경 방향 간극이 큰 경우 백업 링을 사용하십시오. 백업 링은 압출을 방지하고 씰의 수명을 연장하며, 특히 PTFE 및 저경도 엘라스토머 재질에 효과적입니다.

6. PTFE 피스톤 씰은 모든 유압유와 호환됩니까?

PTFE는 대부분의 유체에 대해 우수한 내화학성을 가지고 있지만, 전체 씰 어셈블리(가압 장치, 스프링, 접착제)의 호환성을 확인해야 합니다. 사용하시는 유체 및 첨가제에 대한 호환성은 데이터시트 및 공급업체의 지침을 통해 확인하십시오.

연락처 및 제품 정보

피스톤 씰의 측정, 선택 또는 조달에 도움이 필요하시면 Polypac에서 기술 컨설팅, 맞춤형 씰 설계 및 시제품 제작 서비스를 제공합니다. O-링, 로드 씰, 피스톤 씰, 엔드 페이스 스프링 씰, 스크레이퍼 씰, 로터리 씰, 백업 링, 더스트 링 등 다양한 제품군을 살펴보시고, 적합성 검증을 위해 샘플 키트 또는 CAD 도면을 요청하십시오. 견적, 재료 데이터시트 및 엔지니어링 지원은 Polypac에 문의하십시오.

참고 자료 및 추가 읽을거리:

• 파커 O링 핸드북:https://www.parker.com/literature/O-Ring%20Handbook.pdf
• 유압 실린더(위키피디아):https://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_cylinder
• O링(위키피디아):https://en.wikipedia.org/wiki/O-ring
• ISO 표준 검색(인증 마크):https://www.iso.org/standards.