- ▸PV = 접촉면 압력 × 평균 미끄럼 속도; 선택의 첫 번째 입력값으로 PV를 계산한 후 쌍을 선택합니다.
- ▸표준 고PV 조합은 카본 그라파이트(연질 링)와 실리콘 카바이드(경질 링)로, 낮은 마찰, 열전도 및 고체 저항의 균형을 이룹니다.
- ▸PV 성능은 함침 방식에 따라 크게 달라집니다: 수지 함침이 가장 낮고, 안티몬 금속 함침이 가장 높으며, 수 배 차이가 납니다.
- ▸선택 시 작업 PV를 재료 한계의 1/2~1/3 수준으로 유지하여 2~3배의 안전 계수를 둡니다.
- ▸고PV 작업은 플러시 냉각이 필요합니다; 그라파이트의 70-150 W/(m·K) 열전도율은 열을 배출하지만, 열이 빠져나갈 경로가 필요합니다.
- ▸카본 그라파이트의 열전도율은 일반 씰 재료보다 훨씬 높아 고PV 조합에 적합합니다.
메커니컬 씰의 재료 선택은 재료를 먼저 고르고 나중에 확인하는 것이 아니라 PV를 먼저 계산하는 것에서 시작합니다. PV는 압력, 속도, 접촉면 크기를 하나의 수치로 압축하여 쌍에 가해지는 열 부하를 가장 직접적으로 나타냅니다.
I. 먼저 PV 계산하기: 세 가지 입력, 하나의 공식
PV = 접촉면 압력 (MPa) × 평균 접촉면 속도 (m/s).
1.접촉면 압력은 매체 압력, 밸런스 비율, 스프링 하중에서 나오며, 설계 시 보통 0.3~0.6 MPa입니다.
2.속도는 회전 속도와 평균 접촉면 직경에서 나오며, 펌프 씰에서는 보통 5~30 m/s입니다.
3.이들의 곱은 마찰 동력 밀도를 나타냅니다.
예시(특정 프로젝트 아님): 0.4 MPa × 20 m/s = 8 MPa·m/s — 수지 함침 그라파이트의 건식 한계(1~2 MPa·m/s)를 여러 배 초과하여 액체 윤활과 냉각, 고PV 등급이 요구됩니다.
II. 조합 방법: 연질 링 대 경질 링
주류 고PV 조합은 카본 그라파이트와 실리콘 카바이드입니다.
1.그라파이트 연질 링: 자기 윤활성, 좋은 착상성, 70-150 W/(m·K)의 열전도율로 열을 배출합니다.
2.SiC 경질 링: 극도의 경도, 고체 및 화학 저항성, 그라파이트에 대한 낮은 마찰.
3.그라파이트 대 그라파이트 연질/연질 조합은 저PV 청정 작업에만 적합하며, 경질/경질(SiC/SiC)은 내마모성이 뛰어나지만 건식 운전과 충격에 약하며 주로 고체가 포함된 점성 매체에 사용됩니다.
조합 논리: 쉽게 교체 가능한 연질 링이 마모를 담당하고, 경질 링이 접촉면 형상을 유지합니다.
III. 그라파이트 등급별 PV 성능 계층
같은 카본 그라파이트라도 함침 방식에 따라 PV 성능이 다릅니다.
- 수지 함침: 범용, 최고의 내식성, 가장 낮은 PV 성능
- 안티몬 함침: 높은 강도와 전도성, 압축 강도 250~300 MPa급, 고PV 고체 작업에 최고 성능
- PTFE 함침: 건식 운전 및 화학 작업 전문, 낮은 마찰
- 카본 그라파이트의 압축 강도는 기본 150~300 MPa 범위이며, 함침과 조성에 따라 조정됩니다.
IV. 안전 계수와 냉각
실험실 PV 한계는 설계 시 감산하여 사용합니다: 작업 PV는 한계의 1/2~1/3 수준으로 둡니다.
고PV 작업에서는 보조 조치가 동일하게 중요합니다:
1.씰 챔버 온도를 낮추기 위한 플러시 계획(API 682 플랜 시스템 존재)
2.열 제거 경로 — 그라파이트가 아무리 열전도율이 좋아도 챔버 내에 갇힌 열은 반드시 배출되어야 합니다.
3.시험 운전 후 온도 상승과 누출을 기준으로 미세 조정 가능한 접촉면 하중
Huahao Sealing은 고객의 매체, 압력, 속도, 축 크기에서 PV를 계산하고 적합한 함침 등급을 추천합니다; 맞춤 주문은 가공 치수가 아니라 선택 계산에서 시작합니다. 고PV 선택에서 한 번의 실수는 이후 모든 정밀도를 무용지물로 만듭니다.