스크레이퍼 씰에 대한 시험 표준 및 인증

스크레이퍼 씰은 유압 실린더 및 중장비에서 매우 중요한 부품입니다. 오염 물질의 유입을 차단하고, 로드 씰을 보호하며, 시스템 수명을 연장하는 역할을 합니다. 적절한 시험 및 인증을 통해 스크레이퍼 씰은 현장 서비스에 필요한 내마모성, 치수 안정성, 유체 호환성 및 압출 제한 조건을 충족해야 합니다. 이 글에서는 스크레이퍼 씰 평가에 사용되는 공인 표준 ​​및 실험실 방법을 살펴보고, 결과 해석 방법, 인증 경로 및 생산 시험 전략을 설명하며, 제조업체와 최종 사용자가 씰링 고장을 줄이고 수명 주기 성능을 향상시키기 위해 취할 수 있는 실질적인 조치를 강조합니다.

유압 부품에 대한 철저한 테스트가 중요한 이유

시스템에서 스크레이퍼 씰의 기능적 역할

스크레이퍼 씰(와이퍼 또는 더스트 링이라고도 함)은 피스톤 로드가 실린더로 다시 들어가기 전에 피스톤 로드에서 고체 오염 물질(먼지, 모래, 금속 입자)을 제거합니다. 로드 씰과 베어링을 보호함으로써 스크레이퍼 씰은 건설 장비, 농기계 및 산업용 프레스에 사용되는 유압 시스템에서 누출, 마모 및 계획되지 않은 가동 중단 시간을 직접적으로 줄여줍니다. 로드 표면의 낮은 마찰, 높은 내마모성, 치수 기억력, 로드 코팅 및 유압유와의 호환성과 같은 기능적 요구 사항을 이해하는 것이 의미 있는 테스트 프로그램을 수행하는 데 중요합니다.

일반적인 고장 유형 및 결과

스크레이퍼 씰의 일반적인 고장 모드에는 마모, 압출로 인한 립 변형, 유체 또는 환경 노출로 인한 화학적 열화, 탄성 손실(압축 영구 변형) 등이 있습니다. 이러한 고장은 로드 씰의 마모 가속화, 누출 증가, 오염 물질 유입, 최종적으로 부품 교체 및 기계 가동 중단으로 이어집니다. OEM의 현장 연구 및 보증 데이터에 따르면 부적절한 재료 선택과 현장별 오염 물질에 대한 불충분한 테스트가 고장의 주요 원인으로 나타났습니다.

스크레이퍼 씰에 사용되는 표준 및 시험 방법

재료 특성 분석 표준

재료 수준 시험은 모든 인증 프로그램의 기초를 이룹니다. 일반적으로 널리 참조되는 표준은 다음과 같습니다.

• ASTM D2000— 고무 제품 분류 (화합물 특성을 전달하는 데 유용함).
• ASTM D2240— 엘라스토머의 쇼어 경도(듀로미터) 측정.
• ASTM D412— 엘라스토머의 인장 강도 및 신장률.
• ASTM D395— 정적 밀봉 요소에 대한 압축 변형률 시험.
• ISO 4649— 고무의 내마모성 (스크레이퍼 성능에 중요함).
• ASTM D471— 액체가 엘라스토머에 미치는 영향(유체 적합성).

이러한 참조 자료는 구성 요소 수준 테스트 전에 복합 재료의 동작을 벤치마킹하는 데 사용됩니다.

성능 테스트 및 씰별 방법

구성 요소 및 시스템 테스트는 작동 조건을 시뮬레이션합니다. 유용한 테스트에는 다음이 포함됩니다.

• 유압 시험 장비를 이용한 왕복 마모 시험을 통해 주기 및 거리에 따른 립 마모를 측정합니다. 벤치 테스트는 로드 속도, 스트로크 길이 및 유체 오염을 재현합니다.
• 고압 조건에서 압출 및 절단 시험을 통해 립 변형 및 재료 손실을 감지합니다. ASTM G99(핀-온-디스크) 및 기타 마찰학적 표준은 후보 재료에 대한 비교 마모 연구를 지원할 수 있습니다.
• 먼지 침투 및 밀봉 효율 테스트는 오염 물질 차단 성능을 측정하기 위해 보정된 먼지 또는 미세 입자 공급 장치를 사용하는 경우가 많습니다.
• 염수 분무 및 환경 노화 시험(예: ASTM B117)은 접합면의 부식 또는 환경 노출과 관련이 있습니다.

씰 제조업체 및 시험 장비 공급업체(Parker, SKF, Trelleborg)의 표준은 현장 조건에 맞춘 실용적인 시험 장비 및 프로토콜을 제공합니다. 다음 개요 자료를 참조하십시오.오링주요 씰 공급업체의 기술 논문에서 벤치 설정 사례를 확인할 수 있습니다.

일반적인 표준과 그 측정 대상 비교

시험 결과 해석 및 자격증 취득 경로

수용 기준 및 수명 예측

측정된 시험 수치(예: 마모 시험에서의 mm³ 손실, 70°C에서 70시간 후 압축 영구 변형률(%), 경도 변화)는 적용 분야 요구 사항과 관련된 성능 기준치에 부합해야 합니다. 일반적인 합격 기준은 다음과 같습니다.

• 예상 오염물질 부하량을 기준으로 프로젝트에서 정의한 한도 미만의 마모량 손실.
• 압축 변형이 허용 범위 내에 있으므로 스크레이퍼는 해당 온도에서 일정 시간 유지 후에도 밀봉 형상을 유지합니다.
• 유체 노출 후 치수 변화가 최소화되어(ASTM D471) 로드와의 ​​지속적인 접촉 및 닦임 작용이 보장됩니다.

수명 예측은 가속 시험 데이터(예: 왕복 마모 시험대)와 누적 마모에 대한 Miner의 선형 손상 법칙 또는 사이클에 대한 회귀 분석과 같은 외삽 기법을 사용합니다. 가속 시험 결과는 항상 현장 시험을 통해 검증하여 고려되지 않은 현장 변수(연마재 크기 분포, 로드 표면 마감, 인적 요인)로 인한 수명 과대평가를 방지해야 합니다. 마찰학 및 씰 마모에 관한 학술 문헌에는 모델링 접근 방식이 제시되어 있으며, 자세한 방법론은 마찰학 표준 및 논문을 참조하십시오.

제3자 인증, 추적성 및 규정 준수

스크레이퍼 씰에 대한 공식 인증은 완제품 유압 시스템에 비해 흔하지 않지만, 주요 품질 및 재료 추적성 관리 방안은 다음과 같습니다.

• 제조업체를 위한 ISO 9001 품질 경영 인증(공정 관리, 추적성).
• 엘라스토머 및 PTFE 화합물에 대한 물질안전데이터시트(MSDS)/분석증명서(CoA)에는 배합 및 주요 시험 결과가 명시되어 있습니다.
• 내마모성, 유체 적합성 등 주요 특성에 대한 공인 시험기관의 제3자 시험 보고서.

제조업체는 일반적으로 배치별 시험 기록(경도, 인장 강도, 압축 영구 변형률)과 생산 검사 보고서를 배치 추적 정보와 함께 제공합니다. 광업, 국방 등 규제 산업 분야의 OEM 업체는 독립적인 실험실 검증 또는 공장 인수 시험(FAT)이 요구될 수 있습니다.

실제 운영 환경에서의 테스트 구현: 실험실 구축, 장비 및 품질 보증

필수 시험 장비 및 실험실 역량

스크레이퍼 씰의 생산 테스트 기능에는 다음 사항이 포함되어야 합니다.

• 일상적인 경도 검증을 위한 쇼어 경도계(ASTM D2240) 장비.
• ASTM D412 및 D395 시험용 인장/압축 프레임.
• 제어 가능한 로드 속도, 스트로크 길이, 압력 및 오염 물질 공급 기능을 갖춘 왕복 유압 시험대는 수명/마모 시험을 수행합니다(시험대 데이터는 가능한 한 현장 하중 및 속도를 재현해야 합니다).
• 재료 마찰 및 마모 측정을 위한 마찰계(핀-온-디스크 또는 블록-온-링)(참조)ASTM G99).
• 노화 및 온도 조절용 환경 챔버.

이러한 테스트를 수행하고 문서화함으로써 제조업체는 조달 및 설계 결정에 필요한 반복 가능한 데이터를 제공할 수 있습니다.

공정 관리, 샘플링 및 지속적 개선

주요 QA 실무:

• ISO 2859 또는 내부 품질기준(AQL)에 부합하는 통계적 샘플링 계획을 활용한 입고 자재 검사.
• 새로운 화합물 또는 금형 제작에 대한 최초 제품 테스트에는 치수 검사 및 기본 기계적 특성 검사가 포함됩니다.
• 경도, 주요 치수 및 압출 간극 공차에 대한 관리도(SPC)를 사용하여 불량률 증가 전에 편차를 감지합니다.
• 모든 현장 고장에 대한 근본 원인 분석(8D, FMEA)과 함께 테스트 절차 업데이트 및 설계 수정 등을 포함한 시정 조치를 시행합니다.

체계적인 지속적 개선 프로그램은 보증 비용을 절감하고 OEM의 신뢰도를 향상시킵니다.

OEM 및 유지보수 팀을 위한 실용적인 지침

스크레이퍼 씰 조달 시 사양을 지정하는 방법

사양서를 작성할 때는 다음 사항을 포함하십시오: 재질 계열(NBR/FKM/EPDM/PTFE 종류), 최소/최대 경도, 온도에서의 허용 압축 영구 변형률, 마모 손실 한계(ISO 4649 또는 실험실 동등 기준), 유체 적합성 허용치(ASTM D471 결과), 그리고 정의된 시험 조건에서의 최소 사용 수명(사이클 수). 추적성을 확보하기 위해 공급업체로부터 재료 인증서와 배치 시험 보고서를 요구하십시오.

현장 검증 및 시범 테스트

전체 설비에 적용하기 전에 누출, 로드 표면 상태 및 수명을 모니터링하는 계측 장비를 사용하여 시범 프로그램을 운영하십시오. 제외된 오염 물질의 입자 분석 결과를 수집하고 실험실 오염 물질 공급 데이터와 비교하여 실험실 테스트에서 연마 강도를 개선하십시오. 시범 프로그램 결과를 활용하여 연마재 선택을 조정하십시오(예: 높은 마모성과 낮은 마찰력이 필요한 경우 PTFE가 충전된 스크레이퍼 립으로 변경).

폴리팩: 역량, 강점 및 관련 제품

폴리팩(Polypac)은 유압 씰 및 오일 씰 전문 제조업체이자 공급업체로, 씰 생산, 씰링 재료 개발, 특수 작업 조건에 맞는 맞춤형 씰링 솔루션 제공에 주력하고 있습니다. 2008년 설립된 폴리팩은 청동 충진 PTFE, 탄소 충진 PTFE, 흑연 PTFE, MoS₂ 충진 ​​PTFE, 유리 충진 PTFE 등의 충진 PTFE 씰 제조로 시작하여 현재는 NBR, FKM, 실리콘, EPDM, FFKM 등의 소재로 O링 및 엘라스토머 씰을 생산하고 있습니다.

폴리팩의 맞춤형 고무 링 및 O링 공장은 10,000제곱미터가 넘는 부지에 자리 잡고 있으며, 그중 8,000제곱미터는 공장 부지입니다. 생산 및 시험 설비는 업계 최고 수준입니다. 중국 최대 규모의 씰 생산 및 개발 기업 중 하나인 폴리팩은 국내외 대학 및 연구 기관과 장기적인 협력 관계를 유지하며, 복합 소재 연구 개발 및 실험실 기반 검증을 지원하고 있습니다. 스크레이퍼 씰 적용 분야와 관련된 주요 제품 라인에는 O링, 로드 씰, 피스톤 씰, 엔드 페이스 스프링 씰, 스크레이퍼 씰, 로터리 씰, 백업 링, 더스트 링 등이 있습니다.

경쟁 우위 요소:

• 자체 화합물 개발을 통해 마모성이 강한 환경 및 특수 유체에 대한 맞춤형 솔루션을 제공합니다.
• 스크레이퍼 씰의 수명 예측을 안정적으로 지원하기 위해 마모 및 왕복 운동 수명 테스트를 위한 고급 벤치 테스트 기능을 제공합니다.
• OEM 프로그램을 지원하기 위한 문서화된 추적성 및 품질 보증 프로세스를 갖춘 대규모 생산 능력.

자주 묻는 질문(FAQ)

1. 스크레이퍼 씰의 품질을 검증하는 데 가장 중요한 테스트는 무엇입니까?

대부분의 용도에서 내마모성(ISO 4649 또는 동등한 벤치 테스트), 압축 영구 변형(ASTM D395), 유체 적합성(ASTM D471) 및 로드 속도, 압력 및 오염 물질 부하를 모방한 벤치 왕복 수명 테스트를 우선적으로 고려해야 합니다. 경도(ASTM D2240) 및 인장(ASTM D412) 또한 품질 관리에 필수적입니다.

2. 스크레이퍼 씰에 대한 공식적인 인증 제도가 있습니까?

스크레이퍼 씰에 대한 단일한 국제 인증은 없습니다. 대신 OEM 업체들은 공급업체의 ISO 9001 품질 시스템, 재료 인증서, 그리고 주요 특성 검증을 위한 제3자 연구소 보고서에 의존합니다. 규제 대상 산업의 경우, 추가적인 독립 시험 및 공장 출하 승인 시험이 요구될 수 있습니다.

3. 엘라스토머와 PTFE 기반 스크레이퍼 립 중에서 어떻게 선택해야 할까요?

엘라스토머(NBR, FKM, EPDM)는 우수한 유연성, 적합성 및 저렴한 가격을 제공합니다. PTFE가 충전된 립(청동, 탄소, MoS₂)은 뛰어난 내마모성과 낮은 마찰력을 제공하지만 더 단단하고 가격이 높을 수 있습니다. 마찰력이 매우 낮은 고마모 환경이나 오염도가 높은 환경에서는 PTFE가 충전된 스크레이퍼를 선택하십시오. 로드 표면의 적합성과 미세 분진 차단이 중요한 경우에는 최적화된 엘라스토머를 선택하십시오.

4. 벤치 테스트 결과가 현장 수명을 정확하게 예측할 수 있을까요?

벤치 테스트는 통제된 비교 데이터를 제공하지만, 주요 변수(연마 입자 크기, 오염 발생 빈도, 로드 표면 마감, 정렬 상태)가 다를 경우 현장 수명을 과대 또는 과소 예측할 수 있습니다. 벤치 데이터는 선별 작업에 사용하고, 파일럿 현장 시험을 통해 수명 예측치를 보정하십시오.

5. 공급업체는 스크레이퍼 씰과 함께 어떤 문서를 제공해야 합니까?

최소한 다음 자료를 제출해야 합니다: 재료 증명서(CoA/MSDS), 배치별 경도/인장/압축 영구 변형률 결과, 치수 검사 보고서, 그리고 마모 또는 유체 적합성에 대한 제3자 시험 보고서. 중요 프로그램의 경우, 로트 번호와 연계된 생산 공정 흐름 및 추적 기록을 요청하십시오.

6. 유지보수팀은 현장에서 스크레이퍼 씰을 얼마나 자주 점검해야 합니까?

점검 빈도는 사용 빈도와 환경에 따라 다릅니다. 마모가 심한 작업장에서는 정기적인 유압 정비 시마다 점검하십시오(예: 매월/분기별). 스크레이퍼의 립 마모, 변형 및 스크레이퍼 뒤에 끼인 오염 물질을 확인하고, 벤치 테스트에서 설정된 허용 기준에 근접할 경우 사전에 교체하십시오.

귀사의 용도에 맞는 스크레이퍼 씰 사양 지정 또는 테스트에 전문가의 도움이 필요하십니까? 폴리팩(Polypac)에 문의하시면 기술 컨설팅, 샘플 테스트 및 맞춤형 씰링 솔루션을 제공해 드립니다. O링, 로드 씰, 피스톤 씰, 엔드 페이스 스프링 씰, 스크레이퍼 씰, 로터리 씰, 백업 링, 더스트 링 등 다양한 제품군을 확인하고 견적을 요청하십시오. 폴리팩 전문가팀은 구매 및 인증을 지원하기 위한 테스트 매트릭스를 설계하고 인증된 테스트 보고서를 제공합니다.

참고 자료 및 추가 자료: 본 논문에 인용된 ISO 및 ASTM 표준은 다음 링크에서 확인할 수 있습니다.ISO그리고ASTM International씰링 기본 원리에 대한 배경 지식은 주요 씰 제조업체의 기술 자료 및 마찰학 문헌(예:PTFE,오링).