- ▸드라이 가스 씰은 3–10 μm 두께의 가스 필름 위에서 비접촉식으로 작동하며, 누설량은 접촉식 씰보다 1~2자리수 낮습니다.
- ▸나선형 홈은 링이 회전할 때 가스를 안쪽으로 펌핑하며, 필름 두께는 개방력과 폐쇄력이 균형을 이루는 지점에서 안정되며, 카본 그라파이트 링이 하중을 받는 고정면 역할을 합니다.
- ▸임프레그네이션 후 0.0009 mm의 면 평탄도와 2% 이하의 기공률이 필름 안정성의 기준입니다.
- ▸입자가 가장 큰 문제입니다: 3–10 μm 필름에 약 0.5 μm 이상의 입자가 들어가면 마모가 발생하므로, 씰 가스 여과는 0.3–1 μm 수준이어야 합니다.
- ▸카본 그라파이트는 600 ℃ 이상 비산화성 분위기에서 사용 가능하며, 시동-정지 시 건조 운전을 견디므로 드라이 가스 씰 맞대기 링의 표준 재료입니다.
드라이 가스 씰은 오일 없이, 접촉 없이, 사람 머리카락 두께의 10분의 1보다 얇은 가스 필름 위에서 최소한의 누설로 작동합니다. 안정성의 절반은 나선형 홈 설계에서, 나머지 절반은 카본 그라파이트 링의 재료와 형상에서 나옵니다. 이 글은 필름 메커니즘에서 출발해 구체적인 카본 그라파이트 요구사항으로 이어집니다.
I. 마이크론 가스 필름의 작동 원리
1.1 개방력의 발생 원천
회전하는 링에는 약 3–10 μm 깊이의 나선형 홈이 있습니다. 회전 시 씰 가스를 외경에서 안쪽으로 펌핑하며, 홈 뿌리 부분에 압력이 쌓이고 홈이 없는 씰링 댐과 함께 압력 차를 형성해 면을 밀어냅니다. 개방력과 폐쇄력이 균형을 이루는 지점에서 필름 두께는 약 3 μm 수준으로 안정됩니다.
1.2 카본 그라파이트 링의 위치
대부분 설계에서 카본 그라파이트 링은 홈이 있는 러너를 마주하는 고정(또는 맞대기) 링입니다. 필름 압력이 그 면에 하중을 가하며, 정지 시에는 정적 씰 역할을 합니다. 시동 시 건조 마찰과 정지 시 혼합 마찰은 카본 그라파이트의 자기 윤활성(건조 마찰 계수 0.04–0.15) 덕분에 견뎌내므로, 잠깐의 접촉도 손상을 일으키지 않습니다.
II. 카본 그라파이트 링의 네 가지 적합 요구사항
2.1 평탄도: 기하학적 전제 조건
3–10 μm 필름을 위해 면 평탄도는 0.0009 mm(두 개의 간섭 무늬 대역 내) 수준이어야 합니다. 2–3 μm 편차는 필름을 국부적으로 붕괴시켜 고체 접촉을 유발합니다.
2.2 기공률과 함침 밀도
가스 압력은 액체 압력보다 훨씬 낮고, 가스 분자는 연결된 기공을 통해 이동합니다. 임프레그네이션 후 기공률은 2% 이하이어야 하며, 함침제(일반적으로 수지 또는 안티몬)가 고르게 분포되어 국부적인 관통 경로가 없어야 합니다.
2.3 강도 및 입자 저항성
압축 강도는 150–300 MPa로 카본 그라파이트는 하중 한계에 근접하지 않습니다. 문제는 필름에 들어오는 입자로 인한 3체 마모입니다. 금속 함침을 한 미세 입자, 고밀도 매트릭스는 표면 경도를 높이고 긁힘 깊이를 눈에 띄게 줄입니다.
2.4 치수 안정성
압축기 내부 온도는 150–200 ℃ 이상에 이를 수 있습니다. 카본 그라파이트는 낮은 열팽창률을 가지며 대부분 금속과 크게 다르므로, 온도 범위에 따른 간섭을 계산해 홀더 적합을 설계하여 온도 상승 시 풀림이나 균열을 방지해야 합니다.
III. 지원 시스템: 씰 가스 및 여과
드라이 가스 씰 고장에서는 가스 공급 문제가 주를 이루며, 대부분 입자와 액체가 원인입니다. 요구사항:
1.씰 가스를 0.3–1 μm 수준으로 여과하고, 압력 차 모니터링 및 요소 부하 알람을 갖출 것
2.시동 전 건조 질소로 퍼지하고, 공정 가스 투입 전 액체 이물질이 없는지 확인할 것
3.정지 시에도 격리 가스를 유지하여 공정 가스 응축물이 면에 닿지 않도록 할 것
IV. 요약
드라이 가스 씰 카본 그라파이트 링은 이중 사양 부품입니다: 기하학적으로 0.0009 mm 평탄도와 0.01 mm급 동심도, 재료적으로 2% 이하 기공률, 균일한 함침, 미세 입자 매트릭스. Huahao Sealing은 전 공정 검사와 도면 맞춤 지원을 포함해 압축기 및 송풍기용 카본 및 함침 카본 그라파이트 링을 공급하며, 면 패턴과 운전 온도에 따른 재료 체계를 권장합니다.