실리콘 대 EPDM 시트 씰링: 매개변수를 넘어서는 실질적인 차이점

밀봉 요소는 중간 압력 및 환경 온도의 영향과 결합되어 오랫동안 사전 압축된 상태로 있습니다. 재료의 크리프(장기 응력 하에서 느린 변형) 및 압축 영구 변형 기능은 밸브 시트 씰의 실패 여부를 직접적으로 결정합니다. 둘 사이의 차이점은 특히 장기간의 정적 또는 고주파수 압력 베어링 조건에서 분명합니다. 실리콘 고무는 장기간 변형을 제어하는 ​​데 더 나은 성능을 발휘합니다. 실험 데이터에 따르면 70h×150℃의 테스트 조건에서 실리콘 밸브 시트 씰의 압축 영구 변형률은 15%-25%에 불과한 반면, EPDM 밸브 시트 씰은 더 낮은 온도(70h×100℃)에서 25%-40%의 변형률을 나타냅니다. 이는 고온 하의 정적 밀봉 시나리오(예: 소형 고온 계기 밸브, 밀봉형 다이어프램 펌프 부품, 소형 증기 발생기)에서 실리콘이 장기간의 압력 하에서도 오랫동안 탄성 회복 능력을 유지할 수 있으며 영구 변형으로 인해 정밀한 밀봉 간격이 크게 증가할 가능성이 적다는 것을 의미합니다. 분자 구조의 실리콘-산소 결합의 안정성으로 인해 재료는 EPDM보다 훨씬 낮은 크리프 속도로 지속적인 응력 하에서 분자 사슬이 파손되거나 미끄러지는 경향이 적어져 소형 밸브 시트 및 밸브용 씰링 요소의 정밀한 씰링 요구 사항을 충족합니다. EPDM 고무의 장기 변형 성능은 작동 매체의 영향을 더 많이 받습니다. 습하고 뜨거운 환경(온수 밸브, 증기 파이프 등)에서 EPDM 시트 씰은 수증기 저항성이 우수하고(흡수율 < 1%) 압력을 가할 때 약간의 팽창이 일어나 변형 안정성이 실리콘보다 훨씬 좋습니다. 그러나 미네랄 오일과 같은 비극성 매체와 접촉하면 EPDM은 부피 팽창(팽창률 > 50%)을 겪고 장기간 압력을 가하면 변형이 되돌릴 수 없어 밀봉 구조가 직접적으로 손상됩니다. 또한 EPDM의 변형 회복 능력은 온도에 민감하여 100℃ 이상에서는 경화되고 균열이 발생하므로 보조를 위해 항산화제를 첨가해야 합니다. 그렇지 않으면 장기간 고온 조건에서 변형 제어 능력이 급격히 저하됩니다.

밸브 시트 씰링의 핵심은 씰링 라인(밸브 코어와 밸브 시트 사이의 접촉면)의 무결성이며, 유지 능력은 단일 경도 매개 변수가 아닌 재료의 내마모성, 인열 강도 및 탄성 회복 시너지 효과에 따라 달라집니다. 두 재료 간의 성능 차이는 서로 다른 개폐 빈도와 매체 환경에서 중요합니다. EPDM 고무는 씰링 라인의 마모 및 찢어짐을 방지하는 데 더 큰 이점이 있습니다. 쇼어 경도 범위는 40-90이고 인장 강도는 10-20MPa이고 파단 연신율은 300%-600%이며 자주 열리고 닫히는 작고 정밀한 밸브(예: 미니 밀봉 밸브, 소형 정밀 차단 밸브, 작은 직경의 정밀 게이트 밸브, 방향 제어 밸브)에서 EPDM 시트 씰은 밸브 코어와 밸브 시트 사이의 마찰 마모를 효과적으로 저항할 수 있으며 정밀한 씰링 라인에 흠집이나 찢어짐 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 실외 또는 오존 농도가 높은 환경(예: 소형 정밀 유체 밸브)에서는 EPDM에 오존 방지제를 첨가해야 하지만 분자 사슬의 포화로 인해 씰링 라인이 오존 침식으로 인해 균열이 발생할 가능성이 적고 접착력이 보다 지속적으로 유지되어 소형 정밀 밸브 시트의 씰링 요구 사항을 충족합니다. 씰링 라인에서 실리콘 고무의 장점은 낮은 마찰과 저온 접착 시나리오에 있습니다. 경도 범위는 훨씬 더 낮으며(20-80 Shore A) 저온에서 탄성 변화도 작습니다. -50°C에서도 낮은 마찰 계수를 유지할 수 있어 무급유 저온 밸브(콜드 체인 시스템 등)에 적합합니다. 씰링 라인은 밸브 코어 표면에 밀착될 수 있으며 저온 경화로 인해 접촉이 끊어질 가능성이 없습니다. 그러나 실리콘 고무의 인장 강도는 상대적으로 낮고(4-10MPa에 불과) 인열 저항도 약합니다. 매체에 불순물(배관 녹이나 입자 등)이 포함되어 있으면 씰링 라인이 긁히기 쉽고 장기간 사용 후 탄성 회복을 통해 스크래치 복구가 어렵습니다. 밀봉 라인의 무결성도 시간이 지남에 따라 쉽게 손상됩니다. 또한 실리콘 시트 씰은 장기간 자외선에 노출되면 약간 분말화되어 씰링 라인 접착력이 저하됩니다. 이는 보호 기능이 없는 실외 밸브에서 특히 중요합니다.

산업용 밸브는 낮과 밤의 온도차와 시작-멈춤 교대로 인한 온도 변동의 영향을 받는 경우가 많습니다. 급격한 온도 변화에도 재료가 밀봉 성능을 유지할 수 있는지 여부는 저온 취성에 대한 저항성, 안정성 및 고온에서의 성능 가역성에 따라 달라집니다. 실리콘 고무는 저온 및 고온 사이클링에 대한 적응성이 더 넓고 한계 내성이 더 강합니다. 표준 등급의 온도 범위는 -60°C ~ 200°C이며, 특수 페놀계 실리콘 고무는 -100°C까지 도달할 수 있습니다. 최대 250°C의 단기 고온 내성을 갖습니다. 극한의 온도 사이클링(예: -40°C ~ 180°C의 항공우주 소형 밸브, 정밀 냉동 장비의 소직경 밸브 및 마이크로 밀봉 유압 펌프의 구성 요소)에서 실리콘 밸브 시트 씰은 여전히 ​​탄력성과 밀봉 라인 무결성을 유지할 수 있습니다. 실험에 따르면 실리콘 고무는 저온 및 고온 사이클링 중에 심각한 임계 온도 변화가 없는 것으로 나타났습니다. 유리 전이 온도에 가깝게 냉각하더라도 가열 후 밀봉 성능이 완전히 회복될 수 있으며 반복되는 온도 차이로 인해 영구적인 밀봉 실패가 발생하지 않고 누출이 되돌릴 수 있습니다. 이는 작고 정밀한 밸브 시트와 유밀 다이어프램의 밀봉 안정성에 대한 엄격한 요구 사항을 충족합니다. EPDM 고무의 저온 및 고온 사이클링 성능은 온도에 따라 크게 제한됩니다. 장기 온도 저항은 120°C에 불과하고 단기 피크 온도는 150°C입니다. 100°C 이상에서는 노화 및 경화되기 쉽습니다. 고온 사이클링(예: 120°C 이상의 소형 정밀 열 제어 밸브 및 정밀 냉동 장비의 소직경 밸브)에서 씰링 라인은 재료 노후화로 인해 점차 탄성을 잃고 사이클 횟수에 따라 누출률이 증가합니다. 저온 측면에서 EPDM 표준 등급의 임계 취성 온도는 -50°C이며, 이 온도 이하에서는 밀봉력이 급격히 감소하여 누출 채널이 발생하고 밀봉을 유지하려면 윤활 그리스가 필요합니다. 그러나 실리콘 고무는 -60°C에서도 안정적인 밀봉력을 유지할 수 있습니다. 중간 온도 사이클링(가정용 소형 정밀 에어컨 파이프 밸브 및 소형 워터 펌프 밸브 시트와 같은 -20°C ~ 60°C)에서 EPDM 시트 씰은 더 나은 비용 효율성을 가지며 씰링 성능 안정성은 실리콘 고무와 크게 다르지 않으며 습열 사이클링에 대한 저항력이 더 좋습니다.

어느 물질도 절대적인 우월성을 갖고 있지 않습니다. 선택은 "고성능 매개변수"를 맹목적으로 추구하기보다는 작업 조건의 온도 범위, 매체 유형 및 개폐 빈도를 밀접하게 따라야 합니다. 실리콘 고무가 선호되는 시나리오: 넓은 온도 범위 밀봉(-60°C ~ 200°C), 소형 고온 정밀 기기/밸브용 밀봉, 저온 무급유 정밀 밸브 시트(예: 콜드 체인 시스템의 소형 밸브)용 밀봉 및 장기 변형 제어 요구 사항이 있는 고압 소형 정적 펌프용 밀봉. 정밀한 씰링 라인의 긁힘을 방지하려면 극성 용매(예: 아세톤)와 불순물이 포함된 매체를 피해야 합니다. EPDM 고무가 선호되는 시나리오: 중간 온도 순환 밀봉(-50°C ~ 100°C), 소형 펌프의 습한/증기 환경에서의 밀봉(예: 밀봉된 유체 전달 펌프, 소형 온수 순환 밸브 시트, 정밀 냉각탑 소직경 밸브), 고주파 개폐 및 청정 매체용 밀봉 소형 밸브(예: 일반 산업용 정밀 스톱 밸브, 체크 및 역류 방지 밸브), 비용에 민감하고 유지 관리가 많이 필요한 실외 소형 펌프 밸브 밀봉. 광유, 연료 등 비극성 매체를 피하는 것이 필요합니다.

실리콘 고무와 EPDM 고무 사이의 밸브 시트 밀봉의 차이는 기본적으로 재료의 분자 구조 특성과 작업 조건 간의 일치 정도에 있습니다. 우수한 장기 변형 제어 기능과 넓은 온도 범위 적응성을 갖춘 실리콘 고무는 혹독하고 극한의 작업 조건에 적합합니다. 내마모성, 습열에 대한 저항성, 높은 비용 효율성 등의 장점을 지닌 EPDM은 일상적인 조건에서 유리합니다. 선택할 때 씰링 신뢰성과 비용 사이의 균형을 이루기 위해서는 "매개변수 우월성" 사고방식을 버리고 실제 사용 시 장기적인 성능에 초점을 맞춰야 합니다. 여전히 확실하지 않은 경우 Jack_Pan@doitrubber.com으로 문의하여 상담을 ​​받을 수 있습니다.