회전축 씰 재질: PTFE, 니트릴, 실리콘 비교
회전 샤프트 씰에 가장 적합한 재료를 선택하는 방법
회전 샤프트 씰에 대한 재료 선택이 중요한 이유
회전 샤프트 씰은 유압, 공압 및 회전 기계 응용 분야에서 중요한 부품입니다. 적합한 씰 재질을 선택하면 누출 방지, 사용 수명, 마찰을 통한 에너지 손실, 그리고 유지보수 주기가 결정됩니다. 엔지니어는 온도 한계, 화학적 적합성, 내마모성, 동적 마찰, 경도 등을 평가합니다.압출 저항성그리고 비용. 이 가이드는 일반적으로 사용되는 세 가지 소재인 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), 니트릴(NBR), 실리콘을 비교하여 회전 샤프트 씰에 가장 적합한 옵션을 선택할 수 있도록 도와줍니다.
회전 샤프트 씰용 PTFE, 니트릴(NBR) 및 실리콘 개요
회전 샤프트 씰의 재료 기본 사항 및 일반적인 용도
PTFE: 저마찰, 넓은 온도 범위, 그리고 강한 내화학성이 요구되는 곳에 널리 사용되는 저마찰, 화학적으로 불활성인 불소 중합체입니다. PTFE 버전은 내마모성, 강성 및 밀봉 성능을 향상시키기 위해 탄소, 청동, 유리, MoS₂ 등의 충전재가 사용될 수 있습니다.
니트릴(NBR): 석유계 합성 고무로, 내유성 및 내연료성이 우수하고 기계적 물성이 우수하며 가격이 저렴합니다. 유압 및 자동차 분야에서 오일 씰과 다양한 회전축 씰에 가장 널리 사용되는 엘라스토머입니다.
실리콘: 우수한 고온/저온 성능과 유연성을 가진 실리콘-산소 중합체입니다. 실리콘 고무는 넓은 온도 범위에서 사용 가능하며, 비반응성이 우수하지만, NBR보다 내마모성과 인장 강도가 낮습니다.
직접 비교: 회전 샤프트 씰용 PTFE 대 니트릴 대 실리콘
엔지니어가 찾는 핵심 성과 지표
| 재산 | PTFE | 니트릴(NBR) | 실리콘 |
|---|---|---|---|
| 일반적인 온도 범위 | -200°C ~ +260°C (필러에 따라 연속적으로 다름) | -40°C ~ +120°C(고온 NBR은 잠깐 ~150°C까지) | -60°C ~ +200°C (제형에 따라 다름) |
| 동적 마찰 | 매우 낮음(고속 회전 씰에 이상적) | 중간(대부분의 회전 오일 씰에 적합) | 낮음~보통(저속에서 스틱슬립이 발생할 수 있음) |
| 내마모성 | 충전 시 양호함; 순수 PTFE는 냉간 흐름 가능 | 우수한 내마모성; 탄성 회복이 도움이 됩니다. | 불량~보통(연마 매체에 적합하지 않음) |
| 내화학성 | 대부분의 화학 물질 및 용매에 우수함 | 석유, 연료, 많은 유압유에 적합합니다. | 극성 용매, 물에는 양호하나 연료/오일에는 약함 |
| 압축 세트 | 낮음(PTFE는 모양을 유지하지만 단단함) | 중간(경도계 및 온도에 따라 다름) | 더 높은 (실리콘은 긴 정적 하중 하에서 굳어질 수 있음) |
| 압출 저항성 | 높음(강성 디자인이나 백업 링이 여전히 필요한 경우가 많음) | 중간(고압/높은 간격에서 백업 링 필요) | 나쁨~보통(부드러운 소재, 고압에서 지지가 필요함) |
| 일반적인 응용 프로그램 | 고속 회전 씰, 화학 산업, 식품/제약 | 유압 샤프트 씰, 기어박스, 자동차 오일 씰 | 온도에 민감한 시스템, 식품, 의료기기(비윤활) |
| 상대적 비용 | 높은 | 낮음~보통 | 중간~높음(등급에 따라 다름) |
일반적인 범위에 대한 출처: 참고문헌에 나열된 제조업체 데이터시트 및 씰 핸드북.
온도와 매체가 회전 샤프트 씰의 재료를 결정하는 방식
애플리케이션 기반 선택 규칙
온도: 연속 사용 온도가 ~120°C에 근접하거나 초과하는 경우 NBR은 적합하지 않은 경우가 많습니다. PTFE 또는 실리콘을 고려해 보십시오. 극저온 또는 초저온(<-40°C) 씰의 경우, PTFE 또는 실리콘이 일반 NBR보다 더 나은 선택입니다.
화학적 호환성: PTFE는 광범위한 화학적 불활성으로 인해 공격적인 용매, 산, 염기 또는 세척제에 대해 안전한 기본 소재로 사용되는 경우가 많습니다. 유성 제품의 경우유압 시스템연료의 경우, 오일 팽창에 대한 호환성과 입증된 내구성 때문에 NBR이 일반적으로 선호됩니다.
동적 성능: 회전 샤프트 씰의 속도, 샤프트 마감, 압력 및 마찰
운동학적 및 기하학적 제약 조건에 맞는 재료 매칭
표면 속도: PTFE의 낮은 마찰력은 높은 표면 속도에서 열과 마모를 줄이는 데 유리합니다. 유압 및 자동차 회전 씰에 일반적으로 사용되는 중간 속도와 압력의 경우, 최적화된 립 형상을 가진 적절하게 배합된 NBR은 안정적인 밀봉을 제공합니다.
샤프트 마감 및 경도: NBR과 같은 엘라스토머는 립과 표면 접촉이 일치해야 합니다. 거친 샤프트는 마모를 가속화합니다. 권장 샤프트 마감 및 경도는 재질에 따라 다릅니다. PTFE는 적절한 설계로 충진 및 보강하면 약간 더 거친 표면을 견딜 수 있습니다.
설계 전략: 회전 샤프트 씰에 충전 PTFE, FKM 블렌드 또는 특수 NBR을 사용하는 경우
엔지니어링 트레이드오프 및 공통 사용자 정의
충진 PTFE: 청동, 탄소 또는 유리 필러를 첨가하면 내마모성이 향상되고, 냉간 유동이 감소하며, 열전도도가 향상됩니다. 고속 펌프 또는 부식성 화학 물질의 회전 씰의 경우, 충진 PTFE는 비용이 높음에도 불구하고 엘라스토머보다 성능이 우수한 경우가 많습니다.
NBR 변형: 수소화 NBR(HNBR)은 고온 및 산화 저항성이 우수하고, 특수 니트릴은 저온 유연성이나 연료 저항성을 향상시킵니다. 유체 호환성 차트와 작동 온도 범위를 기반으로 특정 화합물을 선택하십시오.
실리콘 제형: 넓은 온도 범위에서 유연성이 필요하거나 오일이 없는 깨끗한 환경(의료, 식품)에 유용합니다. 실리콘은 내마모성이 낮아 보호 설계 기능이나 희생 립(sacrifice lip)이 필요한 경우가 많습니다.
비용 대 수명 주기: 회전 샤프트 씰에 대한 ROI 고려 사항
초기 비용과 유지 관리 및 가동 중지 시간의 균형 맞추기
PTFE 씰은 가격이 더 비싸지만, 고속 또는 화학적으로 공격적인 시스템에서 가동 중단 시간과 에너지 소비를 줄여 수명 주기 비용을 낮추는 경우가 많습니다. NBR은 유체와 온도가 허용 범위 내에 있는 표준 유압 및 자동차 응용 분야에서 비용 효율적입니다. 실리콘은 온도가 중요하고 마모가 적은 응용 분야에서 비용 효율적입니다.
회전 샤프트 씰을 지정하는 엔지니어를 위한 실용적인 선택 체크리스트
사용할 수 있는 단계별 의사결정 흐름
- 1) 작동 온도 범위와 최대 온도를 기록합니다.
- 2) 씰이 접촉할 유체, 용매 및 오염 물질을 식별합니다.
- 3) 샤프트 속도(m/s), 압력 및 샤프트 마감을 결정합니다.
- 4) 필요한 수명, 유지 관리 접근성 및 가동 중지 비용을 평가합니다.
- 5) 후보 소재(PTFE, NBR, 실리콘 또는 특수 블렌드)를 선택하고 공급업체 호환성 차트를 참조하세요.
- 6) 실제 조건에서 마찰, 마모, 누출에 대한 프로토타입을 제작하고 벤치에서 테스트합니다.
Polypac: 맞춤형 회전 샤프트 씰 및 소재를 위한 기술 파트너
회전축 씰 및 씰링 재료에 Polypac을 선택하는 이유
폴리팩은 과학과 기술유압 씰씰 생산, 씰링 소재 개발 및 맞춤형 제작을 전문으로 하는 제조업체 및 오일 씰 공급업체밀봉 솔루션특수 작업 조건에 적합합니다. 2008년에 설립된 Polypac은 충진 PTFE 씰(청동, 탄소, 흑연, MoS₂, 유리)로 시작하여 NBR, FKM, 실리콘, EPDM, FFKM 등 다양한 소재의 O-링 및 엘라스토머 씰로 사업을 확장했습니다.
시설 및 역량: Polypac의 맞춤형 고무 링 및 O-링 공장은 10,000m²가 넘는 면적을 자랑하며, 그중 8,000m²의 공장 공간을 보유하고 있습니다. 생산 및 테스트 장비는 업계 최고 수준을 자랑합니다. 대학 및 연구 기관과의 장기적인 협력을 통해 소재 개발 및 테스트를 지원하여 고온, 고속, 마모성 또는 화학적으로 공격적인 환경에서 작동하는 회전 샤프트 씰에 적합한 맞춤형 솔루션을 제공합니다.
주요 제품 및 장점: Polypac은 O-링, 로드 씰, 피스톤 씰을 제조합니다.엔드 페이스 스프링 씰스크레이퍼 씰, 로터리 씰, 백업 링, 더스트 링 등을 생산합니다. 당사의 강점은 다음과 같습니다.
- PTFE 충전 제조 분야의 전문성과 광범위한 소재 포트폴리오를 보유하고 있습니다.
- 특수 환경을 위한 맞춤형 화합물 개발 및 신속한 프로토타입 제작.
- 일관된 품질을 보장하기 위해 첨단 생산 및 테스트 시설을 갖추고 있습니다.
- 응용 R&D를 위한 산업 파트너십을 갖춘 대규모 용량.
회전축 씰에 맞춤형 소재 등급, 고속 서비스를 위한 충전 PTFE 설계 또는 유압 오일 호환성을 위한 특수 엘라스토머가 필요한 경우 Polypac은 누출을 줄이고 구성품 수명을 늘리는 최적화된 솔루션을 개발하고 생산할 수 있습니다.
회전 샤프트 씰에 대한 비교 데이터 및 권장 사용 사례
빠른 참조 추천 표
| 재료 | 가장 좋은 때 | 권장하지 않음 |
|---|---|---|
| PTFE(충전) | 고속 회전축, 공격적인 화학 물질, 넓은 온도 범위 | 엘라스토머 립 밀봉이 적절한 저비용, 저속 오일 전용 시스템 |
| NBR(표준) | 유압 오일 씰; 자동차; 일반 용도 회전 씰 | 고온(>120°C) 또는 니트릴을 공격하는 강력한 용매 |
| 실리콘 | 극한 온도 변화; 저온 유연성; 의료/식품(비석유) | 특수 제형이 없는 연마 환경이나 오일/연료가 많은 시스템 |
테스트 및 검증: 씰 공급업체에 요청해야 할 사항
필수 시험 인증서 및 시험 단계
다음을 요청하세요:
- 재료 데이터시트(온도, 경도, 화학적 적합성).
- 대표적인 속도, 압력 및 온도에서의 동적 누출 테스트 결과입니다.
- 마모 및 마모 시험 보고서 또는 현장 성능 사례 연구.
- 벤치 테스트와 단기 현장 시험 기간을 위한 샘플 부품입니다.
Polypac은 생산 테스트 데이터를 제공하고 파트너 연구실과 학계 협력자를 통해 애플리케이션별 테스트를 지원할 수 있습니다.
회전 샤프트 씰에 대한 자주 묻는 질문(FAQ)
1. 고속 회전 샤프트 씰에 가장 적합한 재료는 무엇입니까?
충전 PTFE는 마찰과 내열성이 낮아 일반적으로 고속 주행에 적합합니다. 적절한 충전재(예: 탄소 또는 MoS₂)를 선택하면 내마모성이 향상됩니다. 예상 RPM 및 표면 속도에서 벤치 테스트를 통해 검증하십시오.
2. 니트릴(NBR)을 유압 회전 샤프트 씰에 사용할 수 있나요?
네. NBR은 석유계 오일 및 연료와의 호환성 때문에 많은 유압 시스템에 표준으로 사용됩니다. 고온이나 산화 환경에서는 HNBR 또는 다른 엘라스토머를 고려하십시오.
3. 실리콘은 오일 윤활 회전 씰에 적합합니까?
일반적으로 그렇지 않습니다. 실리콘은 여러 탄화수소 오일에 대한 내성이 약하고 팽창할 수 있습니다. 극한 온도, 식품 및 의료 용도, 또는 오일이 아닌 액체가 사용되는 경우에 선호됩니다.
4. 언제 엘라스토머 씰 대신 충전 PTFE 씰을 선택해야 합니까?
고속에서 낮은 마찰력, 뛰어난 내화학성, 넓은 온도 범위, 또는 엘라스토머 마모로 인해 수명이 제한되는 경우, 충진 PTFE를 선택하십시오. 비용과 저온 유동/압출을 방지하기 위한 교정 설계(백업 링, 하우징)의 필요성을 고려하십시오.
5. 고압 회전 씰의 압출 위험을 줄이는 설계 특징은 무엇입니까?
백업 링을 사용하고, 더 단단한 재질(PTFE 충전재)을 선택하고, 틈새를 줄이고, 압력에 최적화된 립 형상을 선택하세요. 적절한 재질의 경도와 보강재는 압출을 크게 줄일 수 있습니다.
6. 유체와 재료의 호환성을 어떻게 확인할 수 있나요?
공급업체에 화학적 적합성 차트와 재료 데이터시트를 요청하고, 예상되는 온도/압력 조건에서 침지 및 동적 누출 시험을 실시하십시오. 불확실한 경우, Polypac에서 용도별 시험을 도와드릴 수 있습니다.
연락처 및 다음 단계 - 맞춤형 회전 샤프트 씰을 받으세요
사양, 샘플 및 테스트에 대해서는 Polypac에 문의하십시오.
최적의 소재 선택이나 까다로운 조건에 맞는 회전축 씰 설계에 도움이 필요하시면 Polypac에 문의하여 기술 컨설팅, 맞춤형 컴파운드 개발 및 프로토타입 씰을 받아보세요. Polypac은 충진 PTFE 설계, 다양한 엘라스토머 포트폴리오(NBR, FKM, 실리콘, EPDM, FFKM) 및 대량 생산/테스트를 제공합니다.
누출 위험을 줄이고 씰 수명을 연장하기 위해 견적, 샘플 또는 애플리케이션 검토를 요청하세요.
참고문헌
- DuPont: 테플론(PTFE) 특성 개요. https://www.dupont.com/products/teflon-polytetrafluoroethylene-ptfe. (2025년 11월 1일 접속).
- Parker O-링 핸드북 및 재료 호환성 가이드. https://www.parker.com (O-링 핸드북) (2025년 10월 28일 접속).
- Trelleborg Sealing Solutions: 엘라스토머 소재 가이드 및 온도 범위. https://www.trelleborg.com/en/seals (2025년 10월 30일 접속).
- SKF: 샤프트 씰링 솔루션 - 회전 씰에 대한 설계 고려 사항. https://www.skf.com (2025년 9월 15일 접속).
- MatWeb 재료 속성 데이터: PTFE, NBR, 실리콘의 일반적인 속성. https://www.matweb.com (2025년 10월 20일 접속).
기술 상담이나 샘플 및 생산 견적을 요청하려면 회사의 판매 채널을 통해 Polypac에 문의하거나 O-링, 로드 씰, 피스톤 씰, 엔드 페이스 스프링 씰, 스크레이퍼 씰, 로터리 씰, 백업 링 및 더스트 링에 대한 Polypac 제품 카탈로그를 방문하세요.
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Polypac의 DSJR 유압 실린더 로드 씰은 초고부하 굴삭기 및 장비에 누유 방지 성능을 제공합니다. 이 고부하 로드 씰은 스프링 에너자이징 설계를 적용하여 고압 및 혹독한 조건에서도 최대의 내구성과 안정적인 밀봉을 보장합니다.
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Polypac은 전 세계 산업에 OEM 및 ODM 서비스를 제공하는 고성능 밀봉 솔루션의 신뢰할 수 있는 글로벌 공급업체입니다.
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