기계적 밀봉: 누출 최소화, 효율 극대화

인증은 다른 방식으로 표현할 수 있으며 기계적 씰은 운영 우수성이 확립될 뿐만 아니라 당신이 유지해온 환경 보존 기준을 보장함으로써 실패하거나 오래되지 않을 가능성이 낮습니다. 기계적 씰은 석유 및 가스, 제약 및 화학 처리와 같은 산업에서 기계, 펌프, 압축기 및 반응기에서 유체의 누출을 방지하는 데 사용됩니다. 이를 확장하면, 실제로 현재 사용 가능한 기술 및 재료 과학의 상태를 고려할 때 대부분의 응용 분야에서 제로 누출 조건은 달성할 수 없습니다 — 또한 시스템 무결성에서 씰의 역할을 고려할 때 더욱 그렇습니다. 따라서 일부 누출은 불가피하며 특정 조건 하에서는 허용되기도 하는데, 이는 매우 불쾌한 일입니다.

이 기사는 최상의 밀봉과 실제 성능 간의 타협을 설명함으로써 허용 가능한 누출률 뒤에 있는 이론을 밝히고자 합니다. 또한, 밀봉이 환경 및 운영 한계 내에서 안전하게 작동할 수 있도록 하는 이 제한 뒤에 있는 다양한 산업 표준과 몇 가지 지침에 대해 논의합니다. 이 논문은 이와 관련하여 각각의 밀봉 설계와 그 적용에 따른 누출률에 대해 상업적으로 이용 가능한 다양한 밀봉을 논의합니다. 마지막으로, 기계 밀봉 기술이 점점 더 강력하고 친환경적인 밀봉 설계를 허용하는 지속적인 수명과 개발 관점에 대한 요약을 제공합니다.

허용 누출률: 정당화

한편으로, 누수 방지 밀봉이 실현될 수 있다고 말하는 것은 불합리하다. 이는 재료의 한계와 제조 공정에도 불구하고 실제로 달성할 수 있는 정밀도의 한계가 있기 때문이다. 동시에 기계적 밀봉은 다양한 온도, 압력 및 화학적 부식성 범위에서 작동 수명을 유지하는 어려운 과제에 직면해 있다. 이들은 밀봉 재료와 구조의 무결성을 변경하는 것으로 악명이 높다. 둘째, 최소한 미세한 표면 결함은 항상 밀봉면에 존재하며, 이는 허용 가능한 수준에서 경미한 누수를 발생시킬 수 있다. 이러한 결함은 매우 미세할 수 있으며 — 일반적으로 마이크로미터 범위에 해당하지만 — 전반적으로 밀봉 성능에 상당한 영향을 미친다.

씰 제조를 제어하는 경제학은 기계 씰 설계 중 허용 가능한 한계의 수에 영향을 미치는 또 다른 중요한 매개변수가 될 것입니다. 이는 이 설계와 물질의 비용이 많이 드는 시작이지만, 누출이 발생하지 않을 가능성이 있는 씰을 만들 수 있습니다. 그러나 대부분의 산업 응용 분야에서는 작은 누출이 기계 작동에 영향을 미치지 않고 안전 위험을 초래하지 않는 한 추가 비용이 필요하지 않을 것입니다. 궁극적으로 상업적으로 성공할 수 있는 실용적인 씰 개발에 착수할 때, 씰 완벽함은 경제적이지 않기 때문에 설계에서 어떤 형태의 타협이 필요합니다. 따라서 씰은 기능과 비용 사이의 경제적 타협입니다.

게다가, 누수 감지 및 측정을 위한 기술은 매우 낮은 누수율을 측정할 수 있도록 잘 개발되어 있다.

누수 허용뿐만 아니라, 이 누수의 통제된 수용은 안전 부서에서 몇 가지 더 많은 일을 합니다. 마찬가지로, 이는 우리가 산업 기계를 관리할 때 호출되는 필수 진단입니다. 예를 들어, 누수율의 예상치 못한 상승은 엔지니어에게 씰 마모가 느려지거나 아마도 빠르게 다가오는 씰 고장을 경고할 수 있습니다. 이는 더 엄격한 고장이 발생하기 전에 예방 유지보수를 가능하게 하는 매우 유용한 조기 경고입니다. 이는 기계 수명 연장을 방지하고 동시에 사고 및 환경 피해를 예방할 수 있습니다. 이는 누수로 이어질 수 있지만 모두 동시에 발생할 수 있습니다.

누수율을 제어하는 것 외에도, 압력을 천천히 방출하여 그렇지 않으면 치명적인 기계적 고장을 일으킬 수 있는 압력이 쌓이는 것을 방지합니다. 이는 석유 정제소나 화학 처리 공장과 같은 극도로 역동적인 환경에서 더 큰 문제가 발생하지 않도록 하는 데 매우 중요할 수 있습니다.

요약하자면, 허용 가능한 누출률은 타협의 일환일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 기계적 씰의 현실적이고 가시적인 특징입니다(설계 또는 서비스 특정). 이는 운영, 경제 및 안전 제약의 균형을 맞추는 실용적인 접근 방식입니다. 특정 기계적 씰이 효과적으로 목표로 하는 매개변수 내에서 올바르게 작동하도록 보장하기 위해, 시스템 무결성을 유지하면서 인체 및 환경 건강을 보호한다면 - 그리고 이는 씰의 성능이 해당 산업의 누출률과 엄격하게 일치하는 것을 전제로 합니다(제조업체에 의해 정의되고, 기준에 따라 운영됨) - 그러면 성공이 달성되었다고 말할 수 있습니다.

일반 관행 및 프로토콜

대조적으로, 기계 씰의 최대 허용 누출률을 설정하는 과정은 매우 규제되어 있으며, 이를 안내하는 수많은 표준 및 규제 프레임워크가 있습니다. 대신, 이러한 표준은 산업의 글로벌 안전, 효율성 및 환경 성능을 보호하려는 글로벌 옹호 조직과 관련된 인적 기술 팀의 바닥에서부터 만들어진 것입니다. 이 중 주요 기관으로는 API-미국 석유 협회, ASME-미국 기계 공학회 및 ISO-국제 표준화 기구가 있습니다. 이는 이러한 각 조직이 다양한 운영 증상에 도전할 때 기계 씰이 어떻게 기능해야 하는지를 정의하는 참조 지침을 개발하는 데 사용되는 과정의 일부임을 의미합니다.

예를 들어, API 표준 682는 석유, 천연 가스 및 석유 화학 산업의 펌프에 대한 산업 표준 참조입니다. 이 표준은 주로 기계적 씰의 설계 및 기능 클래스에 기반하고 있으며, 유형별 허용 누출률에 대한 특정 권장 사항을 포함합니다. 이러한 사항은 밀봉되는 유체, 의도치 않은 누출과 관련된 환경 및 안전 위험, 그리고 씰이 기능해야 하는 서비스 환경에 따라 달라집니다.

유사하게, ASME와 ISO는 하류 사업에 대한 지침을 발행했습니다 — 조립, 준비 및 전력 생성. 기계적 씰은 안전성과 기능을 위해 정확한 높은 기준에 대해 테스트됩니다. 그들이 수행하는 서비스 수준에 관계없이 모든 기계적 씰은 안전성과 기능을 위한 특정 높은 기준에 대해 테스트됩니다. 이는 유해한 액체를 관리하거나 우발적으로 방출될 경우 자연에 큰 피해를 줄 수 있는 산업에서 필수적입니다.

결국 이러한 유형의 기준 뒤에 있는 이유는 안전한 운영입니다 — 규제 준수가 아닙니다. 말할 필요도 없이, 많은 이러한 권장 사항을 구현하는 기업들은 환경 오염과 유출의 위험을 줄이는 데 훨씬 더 나은 위치에 있을 뿐만 아니라, 그 결과로 매우 심각한 법적 및 재정적 영향을 받을 수도 있습니다. 더 나은 준수는 기계의 신뢰성과 속도를 향상시켜, 이는 다운타임을 줄이고 시간이 지남에 따라 유지 관리 비용을 감소시킵니다.

수천, 심지어 수백만 명의 엔지니어와 과학자들이 환경 산업 이해관계자들과 함께 이러한 기준을 만들기 위해 모이고 있습니다. 이제 이러한 협력 작업은 개발된 기준이 밀봉 성능이나 안전성 측면에서 생각할 수 있는 모든 가능한 시나리오를 다룰 수 있을 만큼 폭넓다는 것을 보장합니다. 게다가 표준화는 지속적인 활동으로, 이러한 기준을 주기적으로 검토하여 최근 기술 발전과 환경 문제로 업데이트하여 산업의 지속적으로 변화하는 환경에서 이러한 기준의 관련성과 효능을 보장합니다.

또한 누수율 기준과 설치 관행, 유지 관리 방법 및 검사 요구 사항을 설정합니다.

이것들은 환경 지속 가능성과 안전이 즉각적으로 필요할 수 있는 세상에 얼마나 중요한지에 대해 지금까지 거의 언급되지 않은 과학들이다. 이러한 기준은 많은 산업이 환경 발자국을 최소화하고 안전성을 개선하기 위해 이러한 기준을 사용하기 때문에 산업별 누출 기준으로 간주되어야 한다. 그들이 생성하는 이러한 확신은 모든 기업이 이해관계자와 규제 기관의 신뢰를 바탕으로 할 수 있도록 최소한의 품질과 안전성을 제공한다.

따라서 기계적 씰의 허용 누출률은 실제로 인정받는 조직(API, ASME 및 ISO)에서 표준화된 엄격한 테스트 절차를 사용하여 만든 기준에서 파생되었습니다.

여러 가지 유형의 씰이 있으며, 각 씰은 서로 다른 응용 프로그램을 위해 설계되었고 각기 고유한 누출률을 가지고 있습니다.

기계적 씰은 다양한 작동 조건과 응용 프로그램에 맞게 여러 디자인으로 제공됩니다.

일반적으로 누수율은 각 응용 프로그램마다 특정 씰 설계, 구성 재료 및 응용 프로그램의 세부 사항에 따라 상당히 다를 수 있는 일종의 '정상' 누수율이 있습니다. 이러한 논리에 따르면, 물 펌프의 푸셔 씰은 동일한 유형의 유체 처리 플랜트에서 이중 카트리지 씰을 사용할 경우보다 누수율이 몇 배 더 높을 수 있습니다. 왜냐하면 밀폐된 유체를 유지하는 것이 모든 다른 재료와 다르기 때문입니다.

결론

실제로 디자인과 실행은 분리할 수 없으며 누수율을 줄이고 기계적 밀봉 효율성을 향상시키는 방향으로 나아가야 합니다. 누수가 없는 것이 최적의 조건일 수 있지만, 산업에서는 비용과 신뢰성 간의 실용적인 타협을 delineating하는 허용 가능한 누수 값에 대한 합의가 있습니다. 기술의 지속적인 발전은 밀봉 생산과 누수 식별 기술 모두에서 정확성이 향상되어 누수율에 대한 더욱 엄격한 한계와 시스템 신뢰성의 향상을 의미할 것입니다.

미래에는 기계적 씰이 환경 규제 및 운영 기준의 더 높은 수준에 부합할 수 있는 진보된 재료와 디자인과 더 많이 연관될 것입니다. 우리는 또한 지속적인 연구 개발이 오늘날 달성할 수 있는 것을 제공할 뿐만 아니라 많은 미션 크리티컬 애플리케이션에서 거의 제로 누출 시스템을 제공하는 더 높은 성능의 씰을 창출할 것이라고 확신합니다. 그러므로 예, 이는 잠재적인 일반 산업 운영의 세계가 훨씬 더 안전하고, 지속 가능하며, 또한 더 효율적이라는 것을 의미할 것입니다.