올바른 로드 씰 재료를 선택하는 방법

올바른 로드 씰 재료를 선택하는 방법

로드 씰의 경우 재료 선택이 중요한 이유

로드 씰은 유압 및 공압 실린더의 시스템 성능과 수명에 필수적인 요소입니다. 적절한 로드 씰 재질을 선택하는 것은 누출 제어, 사용 수명, 마찰력, 반응성, 그리고 유체 및 환경과의 호환성에 영향을 미칩니다. 잘못된 재질을 선택하면 마모가 가속화되고, 에너지 소비가 증가하며, 가동 중단 시간이 발생하고, 수리 비용이 많이 들 수 있습니다. 본 가이드는 작동 조건에 따라 로드 씰 재질을 선택하는 방법을 설명하고, 비교 재질표를 제공하며, 신규 또는 기존 장비에 로드 씰을 적용할 때 활용할 수 있는 실질적인 선택 및 테스트 조언을 제공합니다.

로드 씰을 선택할 때 평가해야 할 주요 작동 요소

재료 선정은 작동 범위를 문서화하는 것으로 시작하십시오. 로드 씰의 경우 가장 중요한 요소는 다음과 같습니다.

• 온도 범위: 씰이 경험하게 될 연속 온도와 최대 온도.
• 압력: 최대 시스템 압력과 압력 스파이크.
• 속도: 막대 표면 속도 또는 왕복 운동 주파수와 스트로크 길이.
• 유체 및 화학물질 노출: 유압유, 첨가제, 용매 또는 오염물질.
• 기계적 하중과 압출 틈새: 틈새 크기와 백업 링의 필요성.
• 마모 및 오염: 입자 침투 및 표면 마감.
• 마찰 요구 사항: 낮은 초기 마찰 대비 안정적인 주행 마찰.

가능하면 각 매개변수를 숫자로 기록하십시오. 이를 통해 재료 선택 차트 및 공급업체 설계 권장 사항에 대한 유효한 입력 자료를 생성하고, 선택한 로드 씰이 작업 요건을 충족하는지 확인할 수 있습니다.

일반적인 로드 씰 재료 및 일반적인 강도

가장 많이 사용되는 로드 씰 소재와 엔지니어가 이를 로드 씰로 선택하는 이유는 다음과 같습니다.

• 니트릴 고무(NBR) : 일반 용도로 널리 사용됨유압 씰우수한 내유성, 적당한 온도 범위, 경쟁력 있는 가격으로 인해.
• 플루오로엘라스토머(FKM/비톤): 고온이나 부식성 유체 환경에서 뛰어난 내열성과 내화학성을 지닙니다.
• 폴리우레탄(PU): 높은 인열 강도, 낮은 마모율, 높은 압력의 동적 적용에서 우수한 내마모성을 가짐.
• PTFE 및 충전 PTFE 화합물: 마찰이 매우 낮고, 온도 범위가 넓으며, 내화학성이 우수합니다. 종종 씰 립이나 복합 씰의 베어링 인서트로 사용됩니다.
• 실란과 VMQ(실리콘): 저온 유연성과 극한 온도에서 우수하지만 동적 유압 막대 밀봉 시 내마모성이 제한적입니다. 일반적으로 압력이 아닌 온도가 주요 고려 사항인 경우에 사용됩니다.
• FFKM: 기존 FKM으로는 불충분한 가장 공격적인 화학 및 고온 응용 분야에 적합한 특수 퍼플루오로엘라스토머입니다.

재료 비교: 온도, 압력, 마찰 및 내화학성

아래 표는 널리 사용되는 로드 씰 소재의 일반적인 성능 범위를 요약한 것입니다. 이 표는 실제 화합물 배합, 필러 및 가공에 따라 특성이 달라집니다. 압력 한계가 제시된 경우, 이는 백업 링이 없는 단일 립 로드 씰을 기준으로 하며, 압출 간격 및 압출 저항에 따라 달라집니다.

표 데이터 출처는 이 문서의 마지막 부분에 나와 있습니다. 중요한 설계에 대해서는 항상 특정 화합물 데이터시트와 공급업체 테스트 데이터를 사용하여 검증하십시오.

속도와 마찰이 로드 씰의 재료 선택에 미치는 영향

동적 마찰은 씰-로드 계면에서의 열 발생을 결정합니다. 마찰이 높으면 스틱 슬립, 반응 속도 저하, 마모가 빨라질 수 있습니다. 위치 감지 실린더, 저전력 액추에이터, 또는 고주파에서 긴 스트로크가 필요한 경우처럼 낮은 마찰력이 필수적인 경우 PTFE 또는 PTFE 복합 립이 일반적으로 사용됩니다. 시스템 밀봉이 낮은 투과율과 우수한 탄성 회복력에 의존하는 경우, NBR이나 FKM과 같은 엘라스토머가 효과적이지만 마찰력이 높아질 수 있습니다. 폴리우레탄은 다양한 고하중 왕복 운동 응용 분야에서 내마모성과 적절한 마찰력의 균형을 유지합니다.

압력, 압출 간격 및 백업 링의 역할

고압에서는 부드러운 소재가 피스톤 로드와 글랜드 사이의 틈새로 밀려 나올 수 있습니다. PU나 PTFE와 같은 소재는 일반 엘라스토머보다 압출 저항성이 우수합니다. 매우 높은 압력에서는 기계식 백업 링(강화 링, 직물 강화 백업 링)을 적절한 씰 립 소재와 함께 사용하십시오. 엘라스토머 에너자이저와 PTFE 저마찰 립, 백업 링을 조합하는 것은 까다로운 로드 씰 설계에 일반적인 전략입니다.

로드 씰의 화학적 호환성 및 유체 선택

화학적 호환성은 타협의 여지가 없습니다. 사용 중 팽창, 경화 또는 연화되는 재료는 조기에 고장을 일으킬 수 있습니다. 광유계 유압유의 경우, NBR, FKM, PU 및 PTFE가 일반적으로 호환됩니다. 인산 에스테르 유체, 부식성 유압유 또는 글리콜 함량이 높은 시스템의 경우, FKM 또는 FFKM이 필요할 수 있습니다. 물과 증기 환경에서는 종종 EPDM이 필요합니다. 완전히 사용하기 전에 항상 유체 호환성 차트를 참조하고 새로운 화합물-유체 조합에 대한 침투 시험을 실행하십시오.

마모, 마모 및 표면 마감 고려 사항

로드 마감과 오염 물질은 마모에 영향을 미칩니다. Ra가 0.4마이크로미터 미만인 연마된 로드는 연마 마모를 최소화합니다. 마감이 불량하거나 입자가 끼면 씰 립 손상이 가속화됩니다. 폴리우레탄은 다른 엘라스토머에 비해 내마모성이 뛰어나 오염된 환경에 적합합니다. 청정 시스템에서 정밀한 제어와 낮은 마모를 위해 PTFE 복합 립은 긴 수명과 최소한의 마찰을 제공합니다.

테스트 및 프로토타입 권장 사항

실제 양산에 들어가기 전에, 씰의 프로토타입을 제작하고 현장 사용과 유사한 조건에서 시험 가동해 보십시오. 권장 테스트는 다음과 같습니다.

• 가능한 경우 수백만 사이클 동안 작동 압력과 속도에서 유압 내구성 테스트를 실시합니다.
• 작동 유체가 존재하는 상태에서 상한 및 하한에서 온도 침지 테스트를 실시합니다.
• 스틱 슬립이나 드래그를 평가하기 위해 다양한 속도 범위에서 마찰을 측정합니다.
• 대표적인 압출 간격과 백업 링 설정을 사용한 압출 테스트.

결과를 문서화하고 씰 공급업체에 문의하여 컴파운드 최적화를 진행하십시오. 재료 공급업체와 첨단 제조업체는 테스트 시설을 제공하며, 설계 검증을 위한 가속 수명 시험을 수행할 수 있습니다.

비용 대 성능: 실용적인 선택 전략

재료비는 총소유비용(TCO)의 한 요소일 뿐입니다. 다음과 같은 실용적인 접근 방식을 고려해 보세요.

1. 최소 허용 성능(밀봉, 수명, 안전)을 정의합니다.
2. 모든 운영 조건을 만족하는 재료를 선택하고, 호환되지 않는 옵션은 조기에 제거하세요.
3. 전체 수명 주기 비용을 고려하세요. 여기에는 가동 중지 시간, 유지 관리 간격, 마찰로 인한 에너지 손실, 재고 복잡성이 포함됩니다.
4. 프로토타입을 제작하고 검증하세요. 더 비싼 자재를 사용하면 유지 보수 간격이 크게 늘어나거나 신뢰성이 향상될 수 있으며, 자산 수명 주기 전체에 걸쳐 비용이 절감될 수 있습니다.

로드 씰 전문 제조업체를 선택하는 이유

전문 제조업체는 재료 개발, 가공 노하우, 그리고 테스트 장비를 결합하여 특정 조건에 맞는 로드 씰을 최적화합니다. 컴파운드 제형을 맞춤 제작하고, 복합 립(엘라스토머 + PTFE 인서트)을 설계하며, 씰 수명을 극대화하기 위한 글랜드 형상이나 백업 부품을 추천할 수 있습니다. 검증된 R&D 및 생산 역량을 갖춘 파트너와 협력하면 위험을 줄이고 제품 출시 기간을 단축할 수 있습니다.

Polypac 프로파일: 맞춤형 로드 씰, 재료 개발 및 제조 역량

Polypac은 씰 생산, 씰 소재 개발 및 맞춤형 생산을 전문으로 하는 과학 및 기술 유압 씰 제조업체이자 오일 씰 공급업체입니다.밀봉 솔루션특수 작업 조건을 위한 제품입니다. 2008년에 설립된 Polypac은 청동 충진 PTFE, 탄소 충진 PTFE, 흑연 PTFE, MoS2 충진 PTFE, 유리 충진 PTFE 등 충진 PTFE 씰을 제조하는 것으로 시작했습니다. 현재 Polypac은 NBR, FKM, 실리콘, EPDM, FFKM 소재의 O-링을 포함하여 제품 라인을 확장했습니다.

폴리팩의 맞춤형 고무 링 및 오링 공장은 10,000제곱미터가 넘는 부지에 위치하고 있으며, 8,000제곱미터 규모의 공장을 보유하고 있습니다. 당사의 생산 및 시험 장비는 업계 최고 수준입니다. 중국 최대 규모의 씰 생산 및 개발 기업 중 하나로서, 당사는 국내외 여러 대학 및 연구 기관과 장기적인 소통과 협력 관계를 유지하고 있습니다.

Polypac 제품의 강점과 핵심 역량

Polypac은 PTFE 및 충전재에 대한 자체 밀봉 화합물 개발, 고급 성형 및 가공 기능을 제공합니다.PTFE 구성 요소혹독한 환경이나 특수한 기계적 요구 사항을 위한 맞춤형 밀봉 솔루션을 제공합니다. 주요 제품군은 다음과 같습니다.

• 오링
• 로드 씰
• 피스톤 씰
• 엔드 페이스 스프링 씰
• 스크레이퍼 씰
• 회전 씰
• 백업 링
• 먼지 고리

Polypac의 경쟁 우위는 충진 PTFE 기술에 대한 심도 있는 전문 지식, 광범위한 엘라스토머 컴파운드, 첨단 테스트 및 생산 장비, 그리고 학계와의 협력적인 R&D 협력을 포함합니다. 이러한 결합을 통해 엘라스토머 에너자이저를 사용한 PTFE 립 로드 씰, 고압 폴리우레탄 씰, 그리고 가장 공격적인 화학 서비스를 위한 FFKM 컴파운드와 같은 맞춤형 솔루션을 제공합니다.

로드 씰 주문 또는 지정 시 실용적인 체크리스트

주문을 하거나 사양을 작성할 때 오류를 줄이려면 이 체크리스트를 사용하세요.

• 정확한 막대 직경, 글랜드 치수, 압출 간격 허용 오차를 제공하세요.
• 일시적인 급증을 포함하여 작동 온도 범위와 최대 압력을 지정합니다.
• 유압유 종류, 첨가제, 오염물질 등을 나열하세요.
• 필요한 서비스 수명이나 유지 관리 간격, 충족해야 할 산업 표준을 기록해 두세요.
• 재료 데이터시트, 마찰 테스트 데이터, 권장 설치 절차를 요청하세요.

맞춤형 로드 씰 및 테스트 지원을 원하시면 Polypac에 문의하세요.

극한 온도 사이클, 연마성 오염 물질 또는 비표준 유체와 같은 특수 조건이 적용되는 경우, Polypac 기술팀에 문의하여 적용 분야를 검토해 주십시오. 당사는 양산 전에 재료 선정 지침, 시제품 제작 및 가속 테스트를 통해 성능을 검증합니다. 제품 카탈로그를 확인하거나 견적을 요청하여 귀사의 적용 분야에 맞는 로드 씰에 대해 상담해 보십시오.

자주 묻는 질문

Q: 일반 용도에 가장 적합한 재료는 무엇입니까?유압 로드 씰?
A: NBR은 내유성과 경제성 덕분에 범용 유압 로드 씰에 자주 사용됩니다. 고온이나 부식성이 강한 유체의 경우 FKM 또는 PTFE 복합재가 더 적합할 수 있습니다.

질문: 폴리우레탄 막대 씰을 고온에서 사용할 수 있나요?
A: 표준 PU 컴파운드는 일반적으로 상한 온도가 90~100°C입니다. 더 높은 온도에서는 FKM 또는 PTFE 기반 소재를 고려하세요. 컴파운드 데이터시트를 항상 확인하세요.

질문: 고압에서 씰이 튀어나오는 것을 어떻게 막을 수 있나요?
A: 압출 간격을 줄이고 PU나 충전 PTFE와 같이 압출 저항성이 더 좋은 소재를 선택하고, 필요한 경우 백업 링이나 강화된 백업 요소를 사용하세요.

질문: PTFE 막대 씰은 동적 왕복 막대에 적합합니까?
A: 네. PTFE 소재는 낮은 마찰력과 넓은 온도 범위 덕분에 동적 응용 분야에 널리 사용됩니다. 많은 설계에서 저압에서 밀봉 성능을 향상시키기 위해 엘라스토머 에너자이저가 있는 PTFE 립을 사용합니다.

질문: 막대 표면 마감은 얼마나 중요한가요?
A: 매우 중요합니다. 매끄럽고 적절하게 연마된 로드는 마모를 줄이고 씰 수명을 연장합니다. 씰 재질에 따라 Ra 0.2~0.6 마이크로미터 정도의 표면 조도를 목표로 하십시오.

연락처 및 제품 CTA

상담, 맞춤 설계, 샘플 요청 또는 Polypac의 로드 씰, O-링, 피스톤 씰 등 다양한 제품을 보시려면 당사 영업팀에 문의하시거나 제품 페이지를 방문하세요. Polypac은 고객의 작동 조건에 맞는 최적의 로드 씰 소재를 찾아드리고 검증을 위한 프로토타입을 제공해 드립니다.

참고문헌 및 데이터 출처

이 자료에서 재료 속성과 지침을 편집하는 데 사용된 소스

• 파커 O-링 핸드북, 파커 해니핀 코퍼레이션.
• SKF 씰 소재 가이드 및 기술 문서.
• MatWeb 재료 속성 데이터, PTFE 및 폴리우레탄 데이터시트.
• ASTM D2000 - 자동차 서비스용 고무 ​​제품에 대한 표준 분류 시스템.
• 충전된 PTFE 화합물에 대한 기술 문서 및 제조업체 데이터시트.