2025년 5월 8일

그린 트위드가 지속 가능성의 미래를 설계하는 방법 

by:엘리자베스 사사노

깊은 유정에서 작업하든, 4만 피트 상공에서 비행하든, 나노미터 규모의 반도체를 제조하든, 세계에서 가장 까다로운 조건에서도 견딜 수 있는 소재와 솔루션이 필요합니다. 오늘날의 씰링 및 복합 부품부터 1863년 버기 휩에 이르기까지, 실패가 선택 사항이 아닌 상황에서 뛰어난 성능을 발휘하도록 제작된 Greene Tweed가 바로 그 역할을 합니다.

전 세계가 청정 에너지로 전환하는 지금, 저희 엔지니어들은 지속 가능성으로 도약하는 기업이 직면한 문제를 해결하는 데 필요한 소재와 솔루션을 혁신, 개발 및 테스트하고 있습니다. 가장 영향력 있는 솔루션과 함께 현재 집중하고 있는 4가지 주요 분야를 소개합니다:

1. 수소: 장비가 준비되었나요? 

그린 트위드 기술 전문가들은 전 세계 수소 혁신가들과 긴밀하게 협력하고 있습니다. 그 결과 수소 산업이 직면한 극한의 어려움을이해하고 있으며, 가장 시급한 문제를 해결하기 위해 특별히 고안된 첨단 소재와 종합적인 솔루션을 적극적으로 개발하고 있습니다: 

기체 수소 애플리케이션에서의 저온 RGD 저항:
급속 가스 감압(RGD)은 고압 기체 수소 시스템에서 주요 위험 요소입니다. 갑작스러운 압력 방출로 인해 표준 엘라스토머를 쉽게 투과하는 수소가 폭발적으로 팽창하여 소재를 손상시킬 수 있습니다. 그린 트위드의 Fusion® 938 (FKM) 및 Chemraz® 678 (FFKM)과 같은 엘라스토머는 수소 및 이산화탄소 시스템에서 극한의 RGD 시나리오를 견딜 수 있도록 설계되었습니다. ISO 표준에 따라 테스트된 이 제품은 수소가 풍부한 조건에서 탁월한 복원력을 제공합니다. 

액체 수소의 극저온 씰링:
극저온 액체로 저장된 수소는 극한의 열 문제를 야기하기 때문에 탄성체와 같은 일반적인 소재는 부서지기 쉽고 효율적이지 않습니다. 당사는 내구성이 뛰어난 금속 씰과 고급 코팅 및 설계를 결합하여 수소 확산과 부식을 최소화하는 메탈 스프링 에너자이즈드(MSE) 씰을 사용합니다. 반도체와 같은 산업 분야의 극저온 씰링에 대한 전문 지식을 바탕으로 이러한 조건에서 성능을 발휘하도록 솔루션을 제작합니다.  

고압, 고온 릴리프 밸브:
수소 및 고압 가스용 압력 릴리프 밸브(PRV)는 시간이 지남에 따라 재료가 변형되는 크리프 문제로 어려움을 겪는 경우가 많습니다.가교 PEEK 폴리머인 Greene Tweed의 Arlon® 3000XT는 극한의 압력과 온도에서 탁월한 크리프 저항성, 누출 방지 성능 및 장기적인 신뢰성을 갖춘 우수한 솔루션을 제공합니다. HPHT 조건에서의 테스트와 10년 이상 현장에서의 고객 사용으로 Arlon® 3000XT는 충전 PEEK와 같은 기존 소재보다 성능이 우수하여 수소 시스템의 개스킷, 오링 및 백업 링에 이상적이라는 것이 입증되었습니다. 포춘 500대 엔지니어링 솔루션 기업의 릴리프 밸브에 사용되는 이 고급 열가소성 시트는 최대 20,000psig의 압력에서도 최적의 성능과 서비스 수명을 보장합니다.  

더 높은 기계적 특성이 필요한 응용 분야에는 유리 강화 가교 PEEK 소재인 Arlon® 3160XT를 고려해 보세요. 이 소재는 표준 유리 충전 PEEK에 비해 20배 더 우수한 크리프 저항성을 제공하며 단기간 고온 조건에서 30~70% 더 우수한 성능을 발휘합니다. 따라서 주요 수소 시스템에 대한 내구성과 신뢰성이 매우 뛰어납니다. 

마모 및 마찰 특성 향상:
마모와 마찰은 수소 분자의 낮은 윤활성으로 인해 심각한 문제를 야기합니다. 이로 인해 시간이 지남에 따라 열과 부품 성능이 저하되어 궁극적으로 수명이 단축되고 교체 비용이 증가하게 됩니다. Arlon® 3000XT와 그 화합물은 탁월한 내마모성과 낮은 마찰을 제공하여 산업용 밸브, 파이프라인 피팅, 수소 구동 차량과 같은 까다로운 응용 분야에서 부품 수명을 연장합니다. 헨켈은 광범위한 테스트를 통해 가교 PEEK가 열악한 조건에서도 안정적인 성능을 발휘하여 유지보수 비용을 절감하고 안심하고 사용할 수 있음을 입증했습니다.  

더 안전하고 빠른 수소 압축:
원심 시스템에서 수소를 압축하는 데는 기존의 금속 임펠러는 필요한 고속을 견디지 못하고 한계에 도달하기 전에 고장나는 독특한 도전 과제가 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 600m/s 이상의 팁 속도에서 작동할 수 있는 획기적인 복합 임펠러를 개발했습니다. 이 혁신은 안전하고 효율적인 수소 압축을 보장하며 성능에 대한 새로운 기준을 제시합니다. 

2. 탄소 포집 활용 및 저장의 숨겨진 장애물 2. 

탄소 포집, 활용 및 저장(CCUS)은 기후 변화에 대응하는 데 중요한 도구이지만 까다로운 애플리케이션에 충분히 견고한 시스템을 구축하는 것은 간단한 일이 아닙니다. 까다로운 애플리케이션에 충분히 탄력적인 시스템을 설계하는 것은 쉽지 않습니다. 아민계 용매는 이산화탄소(_CO2)와 황화수소(_H2S)를 효과적으로 포집하는 CCUS에 필수적입니다. 그러나 부식성 때문에 장비의 재질을 손상시켜 누출, 압력 강하, 고가의 가동 중단을 초래할 수 있습니다. 

이러한 문제를 극복하기 위해서는 소재 선택이 중요합니다. 표준 소재는 아민계 용매에 의해 생성되는 가혹한 환경에서 종종 실패하기 때문에 첨단 소재가 필수적입니다. 그린 트위드는 아민과 접촉해도 팽창을 방지하고 무결성을 유지하는 퍼플루오로엘라스토머인 Chemraz® 541을 제공합니다. 테스트 결과 내구성과 신뢰성이 입증되어 예기치 않은 가동 중단을 줄이고 장비 수명을 연장합니다. 모노에탄올아민(MEA), 디에탄올아민(DEA), 메틸디에탄올아민(MDEA) 등의 아민에 담가 테스트한 결과 이 소재는 3가지 용매 모두에 대해 뛰어난 내화학성을 입증했으며 거친 환경에서도 부품 무결성을 유지하는 데 필수적인 낮은 부피 팽창을 유지하는 것으로 나타났습니다. 

CCUS 애플리케이션에서 흔히 볼 수 있는 고온, 고압 환경을 위해 당사의 고급 열가소성 PEEK인 Arlon® 3000XT는 뛰어난 내화학성과 열 안정성을 제공합니다. 이 제품은 CCUS 시스템에서 장기적인 신뢰성을 보장하여 잦은 교체를 줄여줍니다. 

3. 지속 가능한 항공 연료 문제 해결을 위한 노력 

온실가스(GHG)를 최소화하는 기존 석유 기반 제트 연료의 대안인 지속 가능한 항공 연료(SAF)는 탄소 배출을 줄이기 위한 항공업계의 노력의 핵심입니다. 하지만 SAF를 성공적으로 도입하는 데는 어려움이 많습니다.  

모든 연료 시스템이 최적화되어야만 최신 항공기에서 SAF가 효과적으로 작동할 수 있다는 점을 인식하고, 당사 소재가 SAF의 화학적, 열적, 기계적 조건을 견딜 수 있는지 확인하기 위해 엄격한 테스트를 수행했습니다. 고온 및 유체 전환 시나리오가 있는 시뮬레이션 운영 환경을 사용하여 Fusion® 731, Fusion® 772, Fusion® 665 및 불소실리콘 FVMQ 409 소재를 포함한 여러 FKM을 100% SAF 및 SAF 혼합물로 평가했습니다.  

 당사의 FKM 화합물 (Fusion® 731, 772, 665)의 성능은 테스트된 모든 SAF 제형에서 일관되고 신뢰할 수 있는 특성을 보여주며 탁월했습니다. 특히 이 컴파운드는 세 가지 SPK 제형과 대조 유체와의 50/50 혼합, 세 가지 다른 80% SPK 혼합물과 20% SAK 혼합에서 탁월한 성능을 발휘했습니다. 또한 세 가지 FKM 엘라스토머는 시뮬레이션된 "건조" 조건에서 극한의 온도에 노출되었을 때 무결성과 기능을 유지하면서 놀라운 성능을 발휘했습니다. 이는 내구성, 적응성 및 까다로운 조건에 대한 적합성을 강조합니다. 그러나 FMVQ 409의 경우 경도 강하가 높고 팽창이 일정하지 않으며 드라이아웃 데이터가 가변적이기 때문에 연료 전환 또는 드라이아웃 조건이 발생할 수 있는 SPK 또는 SAK 혼합물에 사용하기 전에 특정 최종 사용 애플리케이션 테스트를 수행할 것을 권장합니다. 

이러한 결과는 당사의 세 가지 FKM 엘라스토머(Fusion® 731, 772, 665)의 견고함과 SAF 환경의 스트레스 하에서 성능을 발휘하는 능력을 강조합니다. 

4. 배터리 장애물 해결

에너지 저장은 청정 에너지 가치 사슬의 또 다른 핵심 분야로, 고객에게 에너지 공급의 유연성과 안정성을 제공합니다. 이는 재생 에너지원이 지속적으로 성장하고 소비자에게 전력을 공급하는 비중이 증가함에 따라 특히 중요합니다. 장기 에너지 저장을 위한 다양한 기술 중 배터리는 가장 빠르게 성장하는 시장으로 부상하고 있으며, 활용도 면에서는 양수발전에 이어 두 번째로 빠르게 주목받고 있습니다. 

역동적이고 진화하는 시장인 배터리 시장은 여러 문제를 해결함으로써 전반적인 배터리 성능과 안전성, 특히 배터리 수명 주기의 중요성이 높아짐에 따라 지속 가능성 측면을 개선하기 위해 수많은 연구와 기술 개발에 박차를 가하고 있습니다. 배터리 성능을 저하시킬 수 있는 누수, 공정 효율을 저하시킬 수 있는 부식성 작동 환경, 화재 위험을 초래할 수 있는 열 폭주 등이 주요 과제입니다. 적절한 소재를 선택하면 이러한 잠재적 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.  

당사의 유리 강화 가교 PEEK 소재인 Arlon® 3160XT는 배터리 인클로저용 표준 PEEK에 비해 향상된 열 성능을 보여줍니다. 또한 WR® 600 및 XR®-1과 같은 당사의 복합 소재는 배터리 재활용에 사용되는 부식성 용제에 대한 뛰어난 내화학성을 제공하여 지속 가능한 방식으로 배터리 수명 주기를 완성할 수 있습니다. 그린 트위드는 문제점을 적절히 해결하기 위해 지속적으로 제품을 평가하고 있습니다.    

 가장 어려운 과제를 해결하도록 도와드리겠습니다
지속 가능한 미래를 만드는 것은 쉽지 않지만 혼자서 도전할 필요는 없습니다. 그린 트위드는 혁신의 파트너로서 귀사의 엔지니어가 세계에서 가장 혹독한 산업 환경에서 성능을 최적화하도록 돕는 데 자부심을 가지고 있습니다.  

그린 트위드가 귀사의 청정 에너지 프로젝트를 지원하는 방법을 알아보려면 지금 바로 문의하세요. 