상단 스크레이퍼 씰 재질 비교: PU, NBR, PTFE, 고무

스크레이퍼 씰(와이퍼 또는 더스트 링이라고도 함)은 유압 및 공압 시스템에서 실린더 내부로 오염 물질이 유입되는 것을 방지하고 내부 씰과 베어링을 보호하는 중요한 부품입니다. 이 글에서는 관련성을 높이기 위해 폴리우레탄(PU), 질소 브롬화수소(NBR), PTFE, 엘라스토머 고무 등 다양한 재질을 검토하고, 각 재질이 적용 분야(건설 장비, 이동식 유압 장치, 산업용 프레스) 및 환경 요인(마모성 분진, 화학 물질 노출, 극한 온도)에 따라 어떤 장점을 가지는지 강조합니다. 특정 설치 환경에 적합한 재질을 확인할 때는 유압 씰 관련 참고 자료 및 재질 데이터시트와 같은 공신력 있는 자료를 인용하십시오.유압 씰 — 위키백과).

스크레이퍼 씰의 작동 방식 및 주요 성능 기준

기능 및 일반적인 설치 방법

스크레이퍼 씰(와이퍼 링 또는 더스트 와이퍼)은 로드 또는 피스톤의 바깥쪽에 위치하여 로드가 실린더 안으로 후퇴할 때 먼지, 이물질 및 습기를 긁어내어 내부의 동적 밀봉 립을 보호합니다. 씰 스택의 일반적인 구성 요소에는 주 동적 씰(로드 또는 피스톤 씰), 백업 링 및 가장 바깥쪽에 있는 스크레이퍼/와이퍼가 포함됩니다. 이들의 형상, 립 디자인 및 재질은 접촉 압력, 입자 배제 및 마모 허용 오차를 결정합니다. 일반적인 배경 정보는 유압 씰 개요( )를 참조하십시오.위키피디아).

주요 선택 기준

스크레이퍼 씰을 선택할 때 엔지니어는 내마모성, 로드 스크래치 방지를 위한 낮은 마찰력, 윤활유 및 세척제와의 화학적 호환성, 온도 범위, 경도(쇼어 A), 설치 견고성 등을 우선적으로 고려합니다. 현장 신뢰성은 적절한 홈 설계와 정확한 끼워맞춤에도 달려 있습니다. 일반적인 고장 유형으로는 립 마모, 날카로운 입자에 의한 찢어짐, 호환되지 않는 유체에 의한 팽창, 저온 환경에서의 탄성 손실 등이 있습니다.

표준 및 테스트

재료 및 씰 성능은 일반적으로 업계 관행 및 가속 마모 시험에 따라 검증됩니다. 관련 표준 및 핸드북(예: 씰 제조업체 기술 가이드 및 ISO 시험 방법)은 화합물의 거동을 비교하는 데 사용됩니다. 일반적인 재료 특성에 대해서는 PTFE와 같은 폴리머 참조 페이지를 참조하십시오.PTFE — 위키백과), 폴리우레탄 (폴리우레탄 — 위키백과), 및 니트릴 고무(니트릴 고무 — 위키백과).

비교 대상 재료: PU(폴리우레탄), NBR, PTFE 및 엘라스토머 고무

각 재료에 대한 개요

폴리우레탄(PU): 탁월한 내마모성과 하중 지지력으로 잘 알려져 있으며, 중장비의 스크레이퍼 씰 및 마모가 심한 이동식 유압 장치에 일반적으로 사용됩니다. 재질 개요( )를 참조하십시오.폴리우레탄 — 위키백과).

니트릴 고무(NBR): 내유성이 우수하고 내마모성이 적당한 다용도 엘라스토머로, 일반 유압 기기의 O링 및 와이퍼에 널리 사용됩니다. (참조)니트릴 고무 — 위키백과).

PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌): 뛰어난 내화학성 및 고온성, 매우 낮은 마찰력, 오염되거나 화학적으로 부식성이 강한 환경에 적합합니다. PTFE 기반 와이퍼에는 마모 방지를 위해 충전재(청동, 탄소, 유리)가 포함되는 경우가 많습니다. (참조)PTFE — 위키백과).

일반적인 '고무' 엘라스토머에는 천연 고무, EPDM, FKM(Viton), 실리콘 등이 있습니다. 각 엘라스토머는 장단점이 있습니다. EPDM은 내후성/내증기성이 우수하고, FKM은 고온/내화학성이 우수하며, 천연 고무는 탄성이 좋지만 내유성은 떨어집니다. 엘라스토머의 특성에 대한 자세한 내용은 제조사 데이터시트 및 고분자 참고자료를 참조하십시오.

성능 요약표

참고: 온도 및 경도 범위는 대표적인 값이며, 정확한 한계는 항상 특정 화합물 데이터시트 및 공급업체의 기술 자료를 참조하십시오. 일반 재료 참조:PTFE,폴리우레탄,NBR.

충전재가 PTFE 성능에 미치는 영향

PTFE는 본질적으로 마찰이 적지만 슬라이딩 스크레이퍼 용도에서는 마모되기 쉽습니다. 청동, 탄소, 흑연, MoS2 또는 유리와 같은 충전재를 첨가하면 내마모성과 하중 지지력이 크게 향상됩니다. 씰에 충전재를 사용한 PTFE의 역사는 마모가 심한 표면에 청동을 첨가한 PTFE에서 시작되었습니다. 폴리팩(Polypac)은 원래 낮은 마찰과 내구성의 균형을 맞추기 위해 청동, 탄소, 흑연, MoS2, 유리 등의 충전재를 첨가한 PTFE 화합물을 전문적으로 생산했습니다.

응용 분야에 초점을 맞춘 재료 선택 및 절충안

PU를 선택해야 하는 시점

마모성 오염이 심하고, 작동 주기가 잦으며, 기계적 하중이 높은 환경(예: 굴삭기 로드, 임업 장비)에서는 폴리우레탄(PU) 스크레이퍼 씰을 선택하십시오. PU는 인열 저항성과 내마모성이 뛰어나 씰 가장자리 마모 및 이물질 유입으로 인한 가동 중단 시간을 최소화합니다. 일반적인 단점으로는 특정 용제 및 오존 노출 시 성능 저하가 있습니다. 따라서 윤활유 및 사용 환경에 적합한 PU 등급을 지정해야 합니다.

NBR이 적절한 경우

NBR은 석유계 유압유를 사용하는 시스템에 적합한 경제적인 범용 소재입니다. NBR 와이퍼는 오염 정도가 경미하거나 중간 정도이고 작동 온도가 사용 가능 범위 내에 있는 경우에 사용하십시오. NBR 화합물은 비용 효율적이며 다양한 쇼어 경도로 널리 공급됩니다.

화학적 성질이나 온도 조건이 중요한 경우 PTFE를 고려하십시오.

PTFE 기반 스크레이퍼 씰은 화학적으로 부식성이 강한 환경(용제 세척, 부식성 유체) 및 고온 실린더에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 마모가 심하거나 슬라이딩이 잦은 환경에서는 내마모성을 확보하면서 마찰을 줄이기 위해 충진 PTFE를 사용하십시오. 단점으로는 높은 비용과 고압 환경에서 냉간 유동 압출을 방지하기 위한 적절한 홈 설계가 필요하다는 점이 있습니다.

탄성 고무(EPDM, FKM 등) 선택

기후 노출, 증기 또는 특정 화학 물질 호환성 요구 사항이 있는 경우 특수 엘라스토머를 선택하십시오. EPDM은 내수성/내증기성 및 오존성에 적합하고, FKM은 고온 및 연료/오일 저항성에 적합합니다. 내마모성은 재질에 따라 다르므로 마모가 심한 환경에서는 내구성이 더 강한 립 재질(PU 또는 PTFE 강화)과 함께 사용하거나 복합 와이퍼를 사용하십시오.

설계, 테스트 및 유지 관리 권장 사항

홈 설계 및 설치

정확한 홈 형상과 적절한 끼워맞춤은 와이퍼의 성능을 결정합니다. 과도한 립 간섭은 마찰과 마모를 증가시키므로 피해야 하며, 간섭이 부족하면 유체 누출이나 미립자 유입이 발생할 수 있습니다. 동적 로드의 경우, 권장 Ra 값 범위 내에서 원형도와 표면 조도를 유지해야 합니다(씰 공급업체 지침 참조).

재료 시험 및 검증

대표적인 오염, 온도 및 윤활 조건 하에서 후보 재료의 시제품을 제작하고 현장 테스트를 실시하십시오. 가속 마모 시험 및 화학적 호환성 검사(팽창, 경도 변화)를 수행해야 합니다. 가능한 경우 표준화된 시험 방법을 사용하고 시험 절차는 씰 핸드북을 참조하십시오.유압 씰 개요).

유지보수 및 교체 주기

작동 환경에 따라 점검 일정을 수립하십시오. 먼지가 심한 환경에서는 매일 육안 검사를 실시하고, 오염이 중간 정도인 환경에서는 분기별 검사를 실시하며, 마모가 관찰되면 사전에 교체하십시오. 현장에서 신속하게 교체할 수 있도록 예비 와이퍼 키트를 준비해 두십시오. 로드 스크래치 또는 윤활유 오염을 모니터링하면 많은 고장을 조기에 발견할 수 있습니다.

폴리팩: 역량, 제품군 및 전문 제조업체를 선택해야 하는 이유

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 제품군은 O링, 로드 씰, 피스톤 씰, 엔드 페이스 스프링 씰, 스크레이퍼 씰, 로터리 씰, 백업 링, 더스트 링 등을 포함합니다.

폴리팩을 선택해야 하는 이유: 대규모 생산 능력, 마찰을 줄이면서도 내마모성이 뛰어난 스크레이퍼 솔루션에 필수적인 충진 PTFE 기술에 대한 깊이 있는 전문성, 그리고 마모성, 고온 또는 화학적으로 부식성이 강한 환경에 맞춘 솔루션을 제공할 수 있는 폭넓은 소재 포트폴리오를 갖추고 있기 때문입니다. 연구 기관과의 장기적인 파트너십을 통해 지속적인 화합물 개발 및 품질 검증이 이루어지고 있습니다.

빠른 선택 체크리스트 및 최종 추천 사항

체크리스트

• 주요 위협 요인을 파악하십시오: 마모, 화학적 요인, 온도 또는 풍화 작용.
• 윤활유 종류와 세척 공정(용제, 세제)을 정의하십시오.
• 기본 재질을 선택하십시오: 내마모성에는 PU, 일반 오일 서비스에는 NBR, 화학/고온 환경에는 PTFE(충진형), 내후성/증기/연료 환경에는 특수 엘라스토머가 적합합니다.
• 다양한 문제에 대응하기 위해서는 복합재 또는 다중 소재 와이퍼(예: 엘라스토머 본체에 PTFE 또는 TPU 립)를 고려하십시오.
• 시제품 제작 및 현장 테스트; 봉의 표면 마감 및 홈 공차를 검사합니다.

최종 권고

스크레이퍼 씰 재질에 있어 단 하나의 최적점은 없습니다. 선택은 여러 요소를 고려해야 하는 절충안입니다. 마모가 심하거나 유압 장치가 자주 사용되는 환경에서는 폴리우레탄(PU)을 우선적으로 고려해야 합니다. 일반적인 유압 시스템에 저렴한 비용으로 사용할 경우에는 누설 브롬화수소(NBR)가 실용적입니다. 극한 온도나 부식성 화학 물질에 노출되는 환경에서는 PTFE(가급적이면 충진재 함유)를 선택해야 합니다. 특수한 환경 조건에 노출되는 경우에는 적절한 엘라스토머(EPDM, FKM)를 지정해야 합니다. 폴리팩(Polypac)과 같은 전문 씰 공급업체와 설계 초기 단계부터 협력하여 재질, 형상, 시험 검증을 사용 환경에 적합하게 조정하십시오.

자주 묻는 질문

1. 모래 지형에서 작동하는 굴삭기에 사용되는 스크레이퍼 씰에는 어떤 재질을 선택해야 할까요?

폴리우레탄(PU)은 내마모성 및 내인열성이 뛰어나 일반적으로 최적의 선택입니다. 적절한 경도(예: 쇼어 A 80~95)를 갖춘 고내구성 등급을 고려하고 유압유와의 호환성을 확인하십시오.

2. PTFE 와이퍼는 고속 회전봉에 적합한가요?

순수 PTFE는 마찰이 매우 적어 고속 회전 로드에 유리하지만, 냉간 유동 및 마모가 발생할 수 있습니다. 따라서 마찰을 줄이면서 내마모성을 향상시키기 위해 충전재(청동, 탄소, MoS₂)가 첨가된 PTFE가 자주 사용됩니다. 압출을 방지하기 위해 동적 밀봉 스택 및 홈 설계를 평가해야 합니다.

3. 인산에스테르계 유압유에 NBR 와이퍼를 사용할 수 있습니까?

NBR은 일반적으로 인산에스테르 및 일부 합성 유체와 호환성이 좋지 않습니다. 인산에스테르를 사용할 경우 FKM(Viton) 또는 특수 배합된 불소엘라스토머를 고려하십시오. 항상 특정 유체와 함께 컴파운드를 테스트하십시오.

4. 스크레이퍼 씰은 얼마나 자주 점검하거나 교체해야 합니까?

점검 빈도는 작동 조건에 따라 다릅니다. 오염이 심한 환경에서는 매일 점검하고, 오염이 중간 정도인 환경에서는 분기별로 점검하십시오. 실린더 립 마모가 눈에 띄거나, 로드에 긁힘 자국이 생기거나, 실린더 내부에 오염 물질이 발견되면 교체하십시오.

5. 하나의 스크레이퍼 설계에서 여러 재료를 혼합하여 사용할 수 있습니까?

예. 복합 소재 스크레이퍼(예: 엘라스토머 본체에 PTFE 또는 PU 닦는 립)는 밀봉 유연성과 내마모성의 균형을 맞추기 위해 일반적으로 사용됩니다. 복합 소재 설계는 다양한 환경 조건에서 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다.

6. 공급업체의 자재 관련 주장을 어떻게 검증할 수 있습니까?

기술 데이터시트, 가속 마모 시험 결과, 재료 인증서(예: 원자재 추적성) 및 유사 적용 사례를 요청하십시오. 신뢰할 수 있는 공급업체는 시험 데이터를 제공하고 재료 선택 및 홈 설계에 대한 지원을 제공할 것입니다.

적합한 스크레이퍼 씰 재질, 테스트 프로토콜 또는 맞춤형 설계를 선택하는 데 도움이 필요하시면 Polypac에 문의하여 기술 상담, 프로토타입 개발 및 제품 샘플을 받아보세요. 제품군을 확인하거나 견적을 요청하시려면 영업 및 엔지니어링 팀에 연락하여 O링, 로드 씰, 피스톤 씰, 엔드 페이스 스프링 씰, 스크레이퍼 씰, 로터리 씰, 백업 링 및 더스트 링에 대해 상담하십시오.

참고 자료 및 추가 읽을거리: PTFE (위키피디아), 폴리우레탄(위키피디아), 니트릴 고무 (위키피디아), 유압 씰 개요 (위키피디아).