밸브 스템 씰이 반년 동안 새고 있습니까? 고무 소재가 아닙니다. 4가지 디자인 세부 사항이 밀봉 효과에 영향을 미칩니다.

조립 후 밸브 스템 씰에 의해 생성된 변형이 원래 크기로 나타나는 비율을 나타내는 소위 압축비는 씰 설계의 핵심 매개변수입니다. 고무 씰 압축비의 합리성은 씰링 표면의 접착 정확도와 씰링 부품의 수명을 직접적으로 결정합니다. 대부분의 밸브 스템 씰 누출 문제는 이 매개변수의 설정 편차로 인해 발생합니다. 압축비가 너무 높으면(보통 30% 이상) 산업용 고무 씰이 오랫동안 과도한 압축을 받게 됩니다. 고무의 내부 분자 구조가 손상되고 탄력성이 점차 감소합니다. 결국에는 영구적인 변형, 균열 및 기타 문제가 발생하게 됩니다. 그러면 밀봉 표면에 틈이 생기고 그에 따라 매체가 새어 나옵니다. 특히 고온 작업 조건에서 과도한 압축은 고무의 노화 과정을 가속화합니다. 노후화 속도는 일반 압축상태보다 2~3배 빠르며, 반년 이내에 누수되는 현상이 흔히 발생합니다. 압축비가 너무 작으면(15% 미만) 씰이 밸브 스템과 씰링 공동 사이의 간격을 완전히 채울 수 없습니다. 초기 상태에서 기본 씰을 얻을 수 있더라도 장비 진동 및 매체 압력 변동으로 인한 변위 충격에 저항하기 어렵습니다. 단기적으로는 밀봉 표면의 접착력이 떨어지는 문제가 발생합니다. 더 숨겨진 것은 틈으로 인해 매체가 밀봉 접촉 표면으로 스며들어 밀봉 마모를 가속화하고 누출과 중첩 마모의 악순환을 형성한다는 것입니다. 범용 고무 밸브 스템 씰의 경우 압축률은 18%~25%가 최적 범위입니다. 작동 온도 및 압력에 따라 구체적인 조정이 이루어져야 합니다. 재료의 품질은 압축비 선택의 편차를 보완할 수 없습니다. 매개변수가 호환되는 경우에만 안정적인 밀봉 기초를 놓을 수 있습니다.

밸브 스템 표면 거칠기와 밀봉 공동은 밀봉 효과에 영향을 미치는 중요한 보조 요소입니다. 고품질 고무 씰의 재질이 우수하더라도 표면 거칠기가 씰의 특성과 일치하지 않으면 씰의 조기 파손으로 이어질 수 있습니다. 일부 설계에서는 "표면이 매끄러울수록 좋다"는 오해가 있어 밸브 스템의 표면 거칠기를 0.2μm 미만의 Ra 값으로 연마했습니다. 거칠기가 너무 낮으면 O-링 밸브 스템 씰과 밸브 스템 사이의 마찰이 줄어듭니다. 장비 작동 중에 씰이 변위되거나 플랜징되는 경향이 있어 씰의 무결성이 손상될 수 있습니다. 동시에 지나치게 매끄러운 표면은 안정적인 윤활막을 형성하기 어렵고 밀봉 부품은 건조 마찰이 강화되어 밀봉 마모율이 크게 증가합니다. 반대로, 표면 거칠기가 너무 높으면(Ra 값이 1.6μm를 초과) 표면에 남아 있는 작은 돌기가 지속적으로 씰을 긁게 되고 짧은 시간 내에 씰 표면에 마모 홈이 형성되어 매체 누출의 통로가 됩니다. 또한 거친 표면은 불순물을 흡착하기 쉬우며 씰의 마모를 더욱 심화시키고 씰의 수명을 단축시킵니다. 고무 밸브 스템 씰의 경우 밸브 스템의 표면 거칠기를 Ra 0.4-0.8μm로 제어하는 ​​것이 가장 적합합니다. 이 범위는 밀봉 표면의 밀착을 보장할 뿐만 아니라 얇고 안정적인 윤활막을 형성하여 효과적으로 마모를 줄이고 밀봉의 안정성을 보장합니다.

작동 중에 밸브 스템은 왕복 운동이나 회전 운동을 수행해야 합니다. 설계 시 밸브 스템의 동적 편심 문제를 충분히 고려하지 않으면 씰링 부품이 고르지 못한 압력을 견디게 되어 누출이 발생할 수 있습니다. 동적 편심의 발생은 주로 두 가지 측면에서 발생합니다. 첫째, 굽힘 및 진원도 편차로 인해 밸브 스템의 가공 정확도가 부족합니다. 두 번째 문제는 씰링 캐비티와 밸브 스템 사이의 씰링 캐비티 동축 설계가 불합리하여 조립 후 고유한 편심이 발생한다는 것입니다. 동적 씰 작업 조건에서 편심 밸브 스템은 씰의 여러 부분에서 일관되지 않은 압축량을 유발하여 한쪽은 과도한 압축을 받고 다른 쪽은 느슨하게 접착됩니다. 장기간 작동 후 과도하게 압축된 부품은 노화와 균열을 가속화하는 반면, 느슨하게 접착된 부품은 순간적으로 틈을 형성하여 매체가 침투할 수 있습니다. 이런 종류의 마모가 숨겨져 있습니다. 초기 누출은 매우 작습니다. 명백한 누출이 발견될 때쯤에는 밸브 스템 씰이 이미 회복 불가능한 손상을 입은 상태입니다. 동적 편심을 방지하는 열쇠는 설계 및 처리 링크의 제어에 있습니다. 밸브 스템의 처리 정확도를 향상시켜 직진성과 진원도를 보장합니다. 밸브 스템과의 동축성이 표준을 충족하도록 밀봉 공동의 구조를 최적화하십시오. 고주파 왕복 조건의 경우 가이드 슬리브를 추가하여 밸브 스템의 스윙을 제한하고 산업용 고무 씰에 균일한 힘 분포를 보장할 수 있습니다.

고무 매체 팽창은 밀봉 실패로 이어지는 종종 간과되는 요소입니다. 씰이 파이프라인의 매체와 접촉하면 화학 반응으로 인해 부피가 팽창하고 경도가 감소하며 탄성이 손실되는 현상을 말합니다. 이 문제의 본질은 고무 자체의 품질 결함보다는 설계 단계에서 고무 씰 재료와 매체의 호환성이 부적절하다는 데 있습니다. 다양한 고무 재료의 중간 저항은 크게 다릅니다. 니트릴 고무(NBR)는 내유성이 우수하지만 케톤 및 에스테르 매체에 대한 저항성은 낮습니다. 불소고무(FKM)는 내식성이 뛰어나지만 아민 매체에 쉽게 영향을 받습니다. 실리콘 고무는 내열성이 상대적으로 우수하지만 내유성은 상대적으로 약합니다. 매체 구성 및 온도와 같은 요소를 충분히 고려하지 않고 설계 과정 중 경험에만 근거하여 선택하면 매체의 영향으로 밸브 스템 씰이 점차 열화됩니다. 부피 팽창 후 밀봉 공동을 압박하거나 탄성 감쇠로 인해 밸브 스템에 부착할 수 없어 궁극적으로 누출이 발생합니다. 중간 부종의 악화 과정은 점진적입니다. 초기 단계에서는 봉인의 외관에 뚜렷한 변화가 없지만 성능은 계속해서 저하됩니다. 일반적으로 누출 임계값은 3~6개월 내에 도달합니다. 따라서 설계 단계에서 고무 매체 적합성 테스트를 수행해야 합니다. 테스트 결과에 따라 적합한 고무 재료를 선택해야 합니다. 필요한 경우 팽창 위험을 방지하기 위해 변형된 고무 또는 결합된 밀봉 구조를 채택해야 합니다.

반년 만에 밸브 스템 씰 누출 문제를 분해해 보면 핵심 문제는 고무 소재가 아니라 압축비 선택, 표면 거칠기 일치, 동적 편심 제어 및 매체 적응이라는 네 가지 주요 설계 세부 사항이 부족하다는 사실이 밝혀졌습니다. 이 네 가지 주요 요소는 밀봉 시스템의 안정성을 공동으로 결정하며 그 중요성은 고무 재료 등급 선택을 훨씬 뛰어넘습니다.

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