고압 환경에서 사용할 피스톤 로드 씰 사양 지정 방법

고압 피스톤 로드 씰 사양 결정 시 주요 고려 사항

신청 조건을 정확하게 정의하십시오.

피스톤 로드 씰을 선택하기 전에 작동 압력, 온도 범위, 유체/매체 호환성, 로드 속도, 스트로크 빈도 및 필요한 수명을 문서화해야 합니다. 고압 응용 분야는 일반적으로 200bar(약 3,000psi) 이상의 연속 작동 압력과 훨씬 더 높은 최대 압력, 그리고 압출 및 열 영향의 위험을 의미합니다. 명확한 사양은 재설계 주기와 보증 문제를 줄여줍니다.

고장 발생 원인을 파악하고 예방을 우선시하십시오.

고압 로드 씰의 일반적인 고장 유형으로는 압출, 립 마모, 열화, 화학적 부식 및 동적 누출이 있습니다. 압출 방지 조치(백업 링, 제어된 간극), 로드 회전 속도를 위한 저마찰 재질, 유압유(광물유, 물-글리콜, 인산 에스테르, 바이오 오일)와의 재질 호환성을 우선적으로 고려해야 합니다.

성능 및 검사 목표를 명확히 하십시오.

측정 가능한 목표를 설정하십시오. 최대 허용 누출량(예: 지정된 압력에서의 ml/min), 허용 가능한 로드 표면 거칠기, 목표 수명 주기(시간 또는 백만 주기), 검사 간격 등이 이에 해당합니다. 이러한 목표는 재료 선택, 글랜드 허용 오차 및 테스트 검증 계획을 수립하는 데 지침이 됩니다.

고압 피스톤 로드 씰용 재료 선정

일반적인 재료와 그 역할

재질 선택은 매우 중요합니다. PTFE(청동/탄소/MoS2 충전재)는 우수한 압출 저항성, 낮은 마찰, 그리고 넓은 온도 범위를 제공합니다. 폴리우레탄(PU)은 뛰어난 내마모성과 탄성을 제공하지만 특정 유체 및 극한 온도에 더 민감합니다. NBR 및 FKM과 같은 엘라스토머는 보조 씰 및 와이퍼 또는 저압에서의 유연성과 밀봉이 필요한 곳에 자주 사용됩니다.

재질을 매체, 온도 및 압력에 맞추는 방법

유체 화학 성분(광물유, 합성유, 수성)에 맞는 폴리머를 선택하십시오. 좁은 간극과 제한된 윤활 조건에서 지속적인 고압이 요구되는 경우, 충진 PTFE가 자주 사용됩니다. 마모가 주된 요인인 고속 로드 운동에는 고품질 PU 화합물이 일반적으로 사용됩니다. 정적인 인터페이스 또는 내화학성이 중요한 경우에는 엘라스토머(FKM, FFKM)를 사용하십시오.

재료 비교 (일반적인 작동 특성)

참고: 범위 및 적합성은 참고용이며, 특정 유체 및 온도 조건에 대한 테스트를 통해 검증하기 위해 재료 데이터시트를 참조하십시오.

고압 밀봉의 신뢰성을 위한 설계 특징 및 글랜드 형상

글랜드 공차 및 표면 마감

반경 방향 및 축 방향 간극을 엄격하게 제어하십시오. PTFE 기반 로드 씰의 경우, 로드 표면 거칠기는 일반적으로 Ra 0.2~0.6µm여야 하며, 경도는 씰 공급업체에서 지정한 HRC 범위(장수명을 위해서는 보통 45HRC 이상)여야 합니다. 표면 거칠기가 과도하면 마모와 누출이 증가하고, 과도한 연마로 인해 스미어 층이 생성되는 것도 해로울 수 있습니다. 도면 및 검사 문서에 표면 마감 및 경도를 명시하십시오.

압출 방지 조치: 백업 링 및 홈 설계

고압 환경에서는 폴리머 압출이 주요 위험 요소입니다. 백업 링(강성 또는 반강성)은 씰에 인접하여 폴리머가 틈새로 압출되는 것을 방지합니다. 글랜드 설계 시 적절한 크기의 백업 링과 압력 완화 장치를 사용하십시오. 긴 스트로크 및 윤활 시스템에서는 마찰과 열 발생을 줄이기 위해 분할형 백업 링을 고려하십시오.

씰 프로파일 및 스프링 가압식 설계

로드 씰은 단일 립, 이중 립(먼지 방지 립 포함) 또는 스프링 가압식으로 제작되어 저압에서 우수한 접촉력을 제공합니다. 초고압 환경에서는 금속 또는 폴리머 가압기가 있는 PTFE 또는 복합재 립을 사용하여 마찰을 줄이고 일관된 접촉을 유지하며 수명을 연장할 수 있습니다. 스프링 가압식 씰은 열팽창이나 마모에도 불구하고 밀봉력을 유지할 수 있습니다.

설치, 테스트 및 수명주기 관리

설치를 위한 모범 사례

설치 도구를 사용하여 씰 립과 로드 마감을 보호하십시오. 구성품을 철저히 세척하십시오. 오염 물질은 조기 고장의 흔한 원인입니다. 호환되는 윤활유로 씰을 가볍게 윤활하고 조립 중에 씰을 굴리거나 비틀지 마십시오. 토크 및 조립 단계를 절차에 기록하십시오.

테스트: 벤치 및 현장 검증

시제품 및 양산 검증에는 압력 유지 시험, 작동 속도 및 압력에서의 동적 사이클링 시험, 온도 스트레스 시험이 포함되어야 합니다. 합격 기준은 사전에 정의된 누출 및 수명 목표와 일치해야 합니다. 유압 시험 장비를 사용하여 최대 압력을 재현하고, 마모가 심한 재료의 경우 가속 수명 시험을 고려해야 합니다.

유지보수, 모니터링 및 교체 계획

누출량 증가, 마찰 변화 또는 비정상적인 온도 변화를 모니터링하십시오. 안전이 중요한 고압 시스템에서는 사후 유지보수보다는 주기 또는 사용 시간에 따른 정기적인 교체가 바람직합니다. 신속한 교체를 위해 부품 번호가 명시된 예비 씰 및 백업 링 세트를 보관하십시오.

까다로운 환경에 적합한 공급업체 및 맞춤형 솔루션 선정

씰 공급업체를 선택할 때 고려해야 할 사항

실험실 테스트 능력, 소재 개발 경험, 문서화된 품질 시스템(예: ISO 9001), CN/EN/ASTM 소재 추적성, 연구 기관 또는 OEM과의 협력 이력을 갖춘 공급업체를 선택하십시오. 맞춤형 화합물을 생산하고 장기적인 연구 개발 프로젝트를 수행할 수 있는 공급업체는 고압 특수 응용 분야에서 경쟁 우위를 제공합니다.

맞춤형 씰 또는 재료를 고려해야 하는 경우는 언제일까요?

표준 부품이 수명, 내화학성 또는 온도 목표를 충족하지 못할 경우 맞춤형 씰을 고려하십시오. 맞춤형 솔루션에는 내마모성 향상을 위한 PTFE 특수 충전재, 맞춤형 스프링 가압 형상 또는 복잡한 작동 조건에 대응하기 위한 엘라스토머와 폴리머 요소를 결합한 하이브리드 씰이 포함될 수 있습니다.

폴리팩: 맞춤형 고압 밀봉 솔루션 분야의 대표적인 파트너

폴리팩은 유압 씰 및 오일 씰 전문 제조업체이자 공급업체로서, 씰 생산, 씰링 소재 개발, 그리고 특수 작업 조건에 맞는 맞춤형 씰링 솔루션을 제공합니다. 폴리팩의 맞춤형 고무 링 및 O링 공장은 10,000제곱미터가 넘는 부지에 8,000제곱미터 규모의 생산 시설을 갖추고 있으며, 업계 최고 수준의 생산 및 시험 설비를 보유하고 있습니다. 중국 최대 규모의 씰 생산 및 개발 기업 중 하나로서, 국내외 유수의 대학 및 연구 기관과 오랜 기간 소통하고 협력 관계를 유지하고 있습니다.

2008년에 설립된 폴리팩(Polypac)은 청동 충진 PTFE, 탄소 충진 PTFE, 흑연 PTFE, MoS2 충진 PTFE, 유리 충진 PTFE 등을 포함한 다양한 충진 PTFE 씰을 제조하는 것으로 사업을 시작했습니다. 현재는 NBR, FKM, 실리콘, EPDM, FFKM 등 다양한 재질로 만든 O링까지 제품군을 확장했습니다. 폴리팩의 주요 제품으로는 O링, 로드 씰, 피스톤 씰, 엔드 페이스 스프링 씰, 스크레이퍼 씰, 로터리 씰, 백업 링, 더스트 링 등이 있습니다.

경쟁 우위 및 차별화 요소:

• 재료 과학 역량: 극한 환경에 적합한 충전 PTFE 및 맞춤형 엘라스토머 복합재에 대한 경험이 풍부합니다.
• 첨단 생산 및 검사 장비를 통해 일관된 품질과 엄격한 공차를 구현합니다.
• 대학 및 연구 기관과의 연구 개발 협력을 통해 대규모 생산을 진행하여 새로운 소재와 설계를 검증합니다.
• 다양한 제품군을 통해 1차 씰, 백업 링, 스크레이퍼 등 통합 밀봉 시스템을 한 공급업체로부터 제공받을 수 있습니다.

자주 묻는 질문

1. 피스톤 로드 씰에 있어 '고압'이란 어느 정도의 압력을 의미합니까?

업계에 통일된 압력 기준은 없지만, 유압 밀봉 분야에서는 일반적으로 약 200bar(3,000psi) 이상의 압력을 고압으로 간주하여 압출 방지 조치와 신중한 재료 선택이 필요합니다. 초고압 시스템(350~700bar 이상)에는 특수 재료, 백업 링 및 검증된 설계가 요구됩니다.

2. 고압 로드 씰에는 항상 백업 링이 필요한가요?

글랜드 간극 및 압력 수준이 폴리머 압출을 허용할 수 있는 경우에는 백업 링을 사용하는 것이 강력히 권장됩니다. 백업 링은 지속적인 고압 조건에서 작동하거나 최대 압력이 재료의 압출 저항을 초과하는 PTFE 및 엘라스토머 씰에 필수적입니다.

3. 고압 동적 밀봉에 폴리우레탄을 사용할 수 있습니까?

폴리우레탄은 내마모성이 뛰어나 동적 밀봉에 흔히 사용되지만, 압출 저항성 및 화학적/온도적 한계를 평가해야 합니다. 많은 고압 응용 분야에서 폴리우레탄은 백업 링과 함께 사용되거나, 검증된 한계 내의 작동 조건에서 사용됩니다.

4. 봉의 표면 마감과 경도는 얼마나 중요한가요?

매우 중요합니다. 로드 표면 마감은 마찰과 마모에 영향을 미치며, PTFE 씰의 일반적인 목표 Ra 값은 0.2~0.6µm입니다. 로드 경도(대개 45HRC 이상)는 표면 손상을 줄이고 장시간 고압 환경에서 씰의 수명을 연장합니다.

5. 현장 사용 전에 씰 디자인을 어떻게 검증해야 합니까?

최대 압력, 온도, 속도 및 스트로크를 재현하는 벤치 테스트를 수행하십시오. 압력 유지 테스트, 동적 사이클링 테스트 및 열 침지 테스트를 포함하십시오. 가능하면 모니터링 조건 하에서 현장 시범 운전을 수행하고 그 결과를 사용하여 씰 형상 및 재질 선택을 개선하십시오.

6. 도장 공급업체에 어떤 서류를 요청해야 하나요?

자재 데이터시트, 시험 보고서, 권장 글랜드 도면 및 공차, 품질 인증서(예: ISO), 추적성 기록, 서비스/교체 권장 사항을 요청하십시오.

연락처 및 다음 단계

특정 고압 용도에 적합한 피스톤 로드 씰 사양을 정하는 데 도움이 필요하시면, 자격을 갖춘 공급업체에 기술 상담 또는 샘플 테스트를 요청하십시오. 맞춤형 PTFE 컴파운드, 백업 링 솔루션 및 통합 씰링 시스템에 대해서는 폴리팩(Polypac) 기술팀에 문의하여 적용 분야 세부 정보를 검토하고 맞춤형 제안서를 받아보세요.

CTA에 문의하세요:맞춤형 씰 설계, 부품 인증 또는 샘플 및 테스트 보고서 요청에 대해 문의하시려면 Polypac의 영업 및 기술 지원 채널을 이용하시거나 O-링, 로드 씰, 피스톤 씰 및 백업 링 제품 페이지를 방문하십시오.

참고문헌

• Parker Hannifin, '유압 실린더 씰' 제품 및 기술 자료, https://www.parker.com, 2026년 1월 10일 접속.
• SKF 그룹, '씰 - SKF', 씰링 기술에 관한 일반 기술 자료, https://www.skf.com/group/products/seals, 2026년 1월 10일 접속.
• 브리태니커 백과사전, '폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)', https://www.britannica.com/science/Teflon, 2026년 1월 10일 접속.
• ISO 3601, 'O링 - 제품 표준', 국제 표준화 기구, https://www.iso.org/standard/51404, 2026년 1월 10일 접속.
• Parker O-Ring Handbook(기술 핸드북 및 재료 지침), https://ph.parker.com/literature/Seals/ORing/ORingHandbook.pdf, 2026년 1월 10일 접속.