브르르! 저온에서 씰은 어떻게됩니까?
석유 및 가스 탐사 및 화학 처리에서 항공 우주에 이르기까지 여러 산업에 중요한 저온 응용 분야는 씰에 매우 불친절할 수 있습니다. 좋은 소식은 재료, 설계 및 테스트의 올바른 조합을 선택하여 추운 환경에서 씰 실패를 방지할 수 있다는 것입니다. "바다표범 산업은 알래스카 북부에서 누출되지 않고 -54°C 이하의 온도에서 비행기의 연료를 효과적으로 밀봉하는 자동차, 트럭, 선박 및 기차용 씰을 제공합니다"라고 Greene Tweed의 기술 관리자인 Ronald R. Campbell은 Rubber World 잡지의 최근 기사에서 썼습니다.
이 기사에서는 다양한 엘라스토머와 플라스틱의 저온 특성을 비교하고 저온에서 씰의 특성과 신뢰성을 평가하는 데 사용되는 일반적인 테스트 및 표준에 대해 자세히 설명합니다. Campbell은 매우 낮은 온도에서 안정적이고 효과적인 성능을 제공하고 가장 열악한 환경에서 작동하도록 실행 가능한 솔루션을 확장하는 여러 엘라스토머를 나열합니다. 그는 또한 HNBR, FKM 및 FFKM 엘라스토머의 향상된 저온 성능 뒤에 있는 폴리머 화학에 대해서도 설명합니다.
Campbell은 엘라스토머를 사용한 저온 씰링에서 상당한 진전이 있었다는 점에 주목하면서 일부 저온 응용 분야는 여전히 현재 사용 가능한 엘라스토머의 씰링 기능을 넘어선다고 말합니다. 그는 PAEK/PEEK 폴리머를 추천하며 "Greene Tweed는 폴리머가 1980년대 초에 시장에 출시된 이후 PEEK 제품을 제조 및 판매해 왔기 때문에 회사는 어떤 특정 공급업체, 등급 및 공정이 이러한 응용 분야에 최적의 특성을 제공할 수 있는지 알고 있습니다.
그는 계속해서 우수한 저온 엘라스토머가 있는 특정 등급의 극저온 플라스틱을 포함하거나 씰에 전원을 공급하는 금속 스프링을 포함하여 극한의 씰링 조건을 위한 금속 스프링 에너자이징(MSE) 씰을 권장합니다. "적절한 설계와 적절한 재료 선택을 통해 MSE는 극저온 서비스 온도에서 매우 뜨거운 공기 또는 과열 증기에 이르기까지 이러한 중요한 밀봉 요구 사항에서 볼 수 있는 매우 넓은 온도와 압력을 처리할 수 있습니다." 예를 들어, Greene, Tweed는 80 - 700 bar 압력의 트럭(트레일러) 이송 밸브용 순수 수소를 처리하는 수소 가스 밸브 스템 씰을 설계 및 제작했습니다. -40°C에서 70°C까지 작동합니다. 이 스템 씰 설계는 과도한 누출이 있었던 이전 씰 설계를 해결했습니다. 이 사례 연구는 수정된 GT Avalon 56 PTFE 및 Arlon 100을 사용했습니다."
누출되지 않는 효과적인 저온 밀봉 솔루션은 가능하지만 쉽지는 않습니다. "[이들은] 올바른 엘라스토머 또는 플라스틱이 올바른 디자인과 쌍을 이루도록 최종 사용 고객과 협력하는 완전한 팀 접근 방식이 필요합니다. 그런 다음 누출 없는 서비스를 입증하기 위해 부품을 올바르게 제조, 검사 및 적절하게 테스트해야 합니다. 일부 수소 씰에 대한 새로운 요구 사항에는 밸브 및 화합물 승인 전에 수천 번의 압력 사이클이 포함됩니다." 라고 그는 덧붙입니다.
(러버월드의 허가를 받아 재발행(2022년 8월, 206권, 5번)