개스킷

Gasket
이 기사는 기계 씰에 관한 것입니다.기타 용도는 개스킷(동음이의)을 참조하십시오.
일부 씰 및 개스킷

개스킷은 두 개 이상의 접합 표면 사이의 공간을 메우는 기계식 씰로, 일반적으로 압축 중에 접합된 물체로부터 또는 결합 물체 안으로 누출되는 것을 방지합니다.이는 기계 어셈블리의 [1]다양한 작동 조건에서 정적 씰을 생성하고 씰을 유지하는 데 사용되는 변형 가능한 재료입니다.

개스킷을 사용하면 기계 부품에 "완벽하지 않은" 접합 표면이 있어 불규칙한 부분을 메울 수 있습니다.개스킷은 일반적으로 시트 재료로 절단하여 생산됩니다.결함 또는 누출 개스킷의 잠재적 비용 및 안전상의 영향을 고려할 때,[2] 애플리케이션의 요구에 맞는 올바른 개스킷 재료를 선택하는 것이 중요합니다.

고압 증기 시스템과 같은 특정 용도용 개스킷에는 석면이 포함될 수 있습니다.그러나 석면 노출과 관련된 건강상의 위험으로 인해 [3]실용적으로는 비석면 개스킷 재료를 사용합니다.

일반적으로 개스킷은 약간의 요철을 포함하여 설계한 공간을 변형하고 꽉 채울 수 있도록 어느 정도 산출되는 재료로 제작하는 것이 바람직합니다.일부 유형의 개스킷은 올바르게 작동하려면 개스킷 표면에 실란트를 직접 도포해야 합니다.

일부(파이핑) 개스킷은 완전히 금속으로 만들어지며 씰을 달성하기 위해 좌석 표면에 의존합니다. 금속 자체의 스프링 특성이 사용됩니다(최대 재료 항복 강도인 δ까지y 사용되지만 통과하지 않음).이는 일부 "링 조인트"(RTJ) 또는 기타 금속 개스킷 시스템의 전형적인 형태입니다.이러한 조인트는 R-con 및 E-con 압축형 [4]조인트로 알려져 있습니다.

폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 개스킷

특성.

압축섬유 개스킷

개스킷은 보통 종이, 고무, 실리콘, 금속, 코르크, 펠트, 네오프렌, 니트릴 고무, 섬유 유리, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE 또는 테플론) 또는 플라스틱 폴리머(폴리클로로트리플루오로에틸렌 등)로 제조됩니다.

압축섬유 개스킷 재료에 대한 산업적 응용에서 효과적인 개스킷의 보다 바람직한 특성 중 하나는 높은 압축 하중을 견딜 수 있는 능력입니다.대부분의 산업용 개스킷에는 14MPa(2000psi) 이상의 압축력을 발휘하는 볼트가 사용됩니다.일반적으로 개스킷 성능을 향상시킬 수 있는 몇 가지 진리가 있습니다.더 많이 시도되고 테스트된 것 중 하나는 "개스킷에 가해지는 압축 하중이 클수록 더 오래 지속됩니다."입니다.

압축 하중을 견딜 수 있는 개스킷 재료의 능력을 측정하는 방법은 여러 가지가 있습니다."핫 압축 테스트"는 아마도 이러한 테스트 중 가장 많이 받아들여질 것입니다.대부분의 개스킷 재료 제조업체는 이러한 테스트 결과를 제공하거나 발표할 것입니다.

개스킷 설계

개스킷은 산업 용도, 예산, 화학 물질 접촉 및 물리적 매개변수에 따라 다양한 설계로 제공됩니다.

시트 개스킷

크리소타일 석면이 함유된 개스킷.독일 TRGS 519에 따른 재개발 중 해체

소재에 "펀치 아웃"된 개스킷 모양이 있는 경우 시트 개스킷입니다.이로 인해 거칠고 빠르고 저렴한 개스킷이 발생할 수 있습니다.이전에는 압축 석면이었지만, 현대에 와서는 섬유질 재료 또는 매트 흑연을 사용하고 있습니다.이러한 개스킷은 사용된 물질의 불활성성에 따라 다양한 화학적 요구 사항을 채울 수 있습니다.비석면 개스킷 시트는 내구성이 뛰어나고 여러 가지 소재로 되어 있으며 두께가 두껍습니다.재료의 예로는 EPDM, 니트릴, Neoprene, Natural, SBR Insertion과 같은 광물, 탄소 또는 합성 고무가 있으며,[5] 각각 다른 용도에 적합한 고유한 특성을 가지고 있습니다.시트 개스킷을 사용하는 용도에는 산, 부식성 화학 물질, 증기 또는 가벼운 가성 물질이 포함됩니다.유연성과 양호한 복구로 시트 [6]개스킷 설치 시 파손을 방지합니다.

솔리드 재료 개스킷

고체 재료의 발상은 시트에서 뽑아낼 수는 없지만 생산 비용이 저렴한 금속을 사용하는 것입니다.이러한 개스킷은 일반적으로 시트 개스킷보다 훨씬 높은 수준의 품질 관리 기능을 가지고 있으며 일반적으로 훨씬 높은 온도와 압력에도 견딜 수 있습니다.중요한 단점은 플랜지 헤드와 수평이 되어 누출을 방지하기 위해 고체 금속을 크게 압축해야 한다는 것입니다.재료 선택은 더 어렵습니다. 금속이 주로 사용되기 때문에 공정 오염과 산화가 위험하기 때문입니다.또 다른 단점은 플랜지가 휘지 않도록 하기 위해 사용되는 금속이 플랜지보다 부드러워야 한다는 것입니다. 따라서 향후의 개스킷으로 씰링되는 것을 방지할 수 있습니다.그럼에도 불구하고 이러한 개스킷은 업계에서 틈새를 찾아냈다.

나선형 개스킷

나선형-와이드 개스킷은 금속과 충전재의 [7]혼합물로 구성됩니다.일반적으로 개스킷은 금속(일반적으로 탄소가 풍부한 또는 스테인리스강)이 원형 나선형으로 바깥쪽으로 감겨져 있으며(다른 모양도 가능), 필러 재료(일반적으로 유연한 흑연)는 같은 방식으로 감겨 있지만 반대쪽에서 시작됩니다.그 결과 필러와 금속의 층이 번갈아 발생합니다.이러한 개스킷의 필러 재료는 씰링 요소 역할을 하며 금속이 구조적인 지지를 제공합니다.

이러한 개스킷은 대부분의 애플리케이션에서 신뢰성이 입증되었으며, 비용은 높지만 솔리드 개스킷보다 클램프 힘이 낮습니다.[1]

고정 시트 응력 개스킷

고정 시트 응력 개스킷은 두 가지 구성 요소로 구성됩니다. 스테인리스강과 같은 적합한 소재의 솔리드 캐리어 링과 캐리어 링의 양쪽에 있는 두 개의 마주보는 채널 내에 설치된 압축 가능한 소재의 씰링 요소입니다.씰링 요소는 일반적으로 프로세스 유체 및 용도에 적합한 재료(확장 흑연, 확장 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 버미큘라이트 등)로 제작됩니다.

고정 시트 응력 개스킷은 캐리어 링 프로파일이 플랜지 회전(볼트 프리로드 시 변형)을 고려한다는 사실에서 유래했습니다.다른 모든 기존 개스킷에서는 플랜지 고정 장치를 조이면 플랜지가 하중을 받으면 방사상으로 휘어져 외부 개스킷 가장자리에서 개스킷 압축이 가장 크고 개스킷 응력이 가장 높아집니다.

일정한 착좌 응력 개스킷에 사용되는 캐리어 링은 주어진 플랜지 크기, 압력 클래스 및 재료에 대해 캐리어 링을 작성할 때 이 처짐을 고려하므로 캐리어 링 프로파일은 개스킷 착좌 응력이 씰링 영역 전체에 걸쳐 방사상으로 균일하도록 조정할 수 있습니다.또한 봉지요소는 캐리어링상의 마주보는 채널에서 플랜지면에 의해 완전히 구속되기 때문에 개스킷에 작용하는 모든 가동 중 압축력이 캐리어링을 통해 전달되어 봉지요소가 더 이상 압축되지 않도록 함으로써 가동 중 '일정한' 개스킷 착좌응력을 유지한다.따라서 개스킷은 크리프 완화, 높은 시스템 진동 또는 시스템 열 주기 등의 일반적인 개스킷 고장 모드에 영향을 받지 않습니다.

고정 좌석 응력 개스킷에 대한 개선된 밀봉성의 기초가 되는 기본 개념은 (i) 플랜지 밀봉 표면이 씰링에 도달할 수 있는 경우, (ii) 씰링 요소가 프로세스 오일 및 적용과 호환되며, (iii) 가스켓에 영향을 미치는 데 필요한 설치에서 충분한 개스킷 좌석 응력이 달성됩니다.씰링 시 개스킷이 사용 중 누출될 가능성이 크게 감소하거나 완전히 제거한다.

더블재킷 개스킷

이중 재킷 개스킷은 필러 재료와 금속 재료의 또 다른 조합입니다.본 발명은 단부가 'C'와 유사한 관을 금속으로 하고, 추가로 C의 내부에 들어가도록 하여 관이 만나는 지점에서 가장 두꺼워지도록 한다.필러는 셸과 부품 사이에 펌프로 주입됩니다.사용 시 압축 개스킷은 셸/피스 상호 작용으로 인해 접촉하는 두 팁에 더 많은 양의 금속이 있으며 이 두 곳은 프로세스를 씰링해야 하는 부담을 부담합니다.필요한 것은 껍데기와 조각뿐이기 때문에, 이러한 개스킷은 시트로 만들 수 있는 거의 모든 재료로 만들어질 수 있고, 그 후 필러를 [8]삽입할 수 있습니다.

캄프로 파일 개스킷

Kamprofile 개스킷(Camprofile이라고도[9] 함)은 유연성과 신뢰성 있는 성능을 모두 갖추고 있기 때문에 오래된 씰에 많이 사용됩니다.캄프로파일은 유연한 피복층을 가진 단단한 골판지 코어로 작동합니다.이 배열은 매우 높은 압축과 개스킷의 능선을 따라 매우 엄격한 씰링을 가능하게 합니다.일반적으로 흑연은 금속 코어 대신 고장 나기 때문에 나중에 사용하지 않을 때 Kamprofile을 복구할 수 있습니다.Kamprofile은 대부분의 애플리케이션에서 높은 자본 비용을 지출하지만, 이는 긴 수명과 향상된 신뢰성으로 상쇄됩니다.

피시본 개스킷

피시본 개스킷은 Kamprofile 및 Spiral Wound 개스킷을 직접 대체합니다.그것들은 완전히 유사한 재료로 제조된 CNC 기계이지만 개스킷의 설계로 본래의 쇼트커밍이 없어졌습니다.생선뼈 개스킷은 보관 중이나 식물에서 풀리지 않습니다.둥근 가장자리는 플랜지 손상을 일으키지 않습니다.추가된 "Stop Step Step"은 플랜트 시동 시 고온 토크 기법에 의해 종종 발생하는 피시본 개스킷의 과도한 압축/파쇄를 방지합니다.개스킷의 뼈는 연성을 유지하며 열 사이클링 및 시스템 압력 급상승에 따라 조정되므로 내구성과 신뢰성이 뛰어난 플랜지 씰이 되어 이러한 성질의 다른 모든 개스킷을 상당히 효과적으로 수행할 수 있습니다.

플랜지 개스킷

초고진공 시스템에 사용되는 구리 플랜지 개스킷

플랜지 개스킷은 더 높은 표면적을 제공하기 위해 플레어된 파이프의 두 부분 사이에 끼워지도록 만들어진 개스킷입니다.

플랜지 개스킷은 크기가 다양하며 내경 및 외경에 따라 분류됩니다.

가스켓에는 파이프의 플랜지에 대한 많은 표준이 있습니다.플랜지용 개스킷은 크게 4가지 범주로 나눌 수 있습니다.

  1. 시트 개스킷
  2. 파형 금속 개스킷
  3. 링 개스킷
  4. 나선형 권취 개스킷

시트 개스킷은 심플하며, 파이프라인의 매체 및 온도 압력에 적합한 다양한 두께와 재질로 표준 사이즈에 맞게 볼트 구멍이 있거나 구멍이 없는 크기로 절단됩니다.

RTJ라고도 불리는 링 개스킷.주로 연안 석유 및 가스 파이프라인에 사용되며 매우 높은 압력에서 작동하도록 설계되었습니다.그것들은 타원형, 원형, 팔각형 등 다른 단면에 있는 단단한 금속 고리입니다.때때로 그들은 압력을 위해 중앙에 구멍을 가지고 옵니다.

스파이럴 와인딩 개스킷은 고압 파이프라인에도 사용되며 스테인리스강 외측 및 내측 링과 중앙을 흑연 및 PTFE와 함께 와인딩한 스파이럴 와인딩 스테인리스강 테이프로 채워져 V자 형태로 형성된다.내부 압력이 V 표면에 작용하여 개스킷이 플랜지 면에 씰링됩니다.대부분의 나선형 감김 개스킷은 1/8인치와 3/16인치라는 두 가지 표준 개스킷 두께를 사용합니다.1/8인치 두께의 개스킷에서는 0.100인치 두께로 압축하는 것이 좋습니다.3/16인치의 경우 0.13인치 두께로 압축합니다.

소프트 컷 개스킷

소프트 개스킷은 부드러운(플렉시블) 시트 소재로 절단된 개스킷으로 볼트 부하가 낮더라도 표면의 요철에 쉽게 부합할 수 있는 개스킷을 말합니다.소프트 개스킷은 열 교환기, 컴프레서, 보닛 밸브 및 파이프 플랜지와 같은 용도로 사용됩니다.

링형 조인트 개스킷(RTJ 개스킷)

고리형 씰(RTJ 씰)은 석유 산업, 유전 시추, 압력 용기 연결부, 파이프, 밸브 등에 사용되는 높은 무결성, 고온, 고압 씰입니다.

링 패킹(RTJ)의 이동은 축방향 압축 하중에 의해 변형된 씰링 플랜지의 홈에서 불규칙한 흐름으로 설명할 수 있습니다.컬러 씰(RTJ 씰)은 하중 면적이 작기 때문에 씰링면과 홈 사이에 표면 압력이 크고 유지관리 특성이 불량하여 재사용에 적합하지 않습니다.

개선점

대부분의 개스킷에는 허용 가능한 작동 조건을 증가시키거나 추론하기 위한 약간의 개선이 포함되어 있습니다.

  • 일반적인 개선점은 내부 압축 링입니다.압축 링은 개스킷 고장을 방지하면서 높은 플랜지 압축을 가능하게 합니다.압축링의 효과는 미미하며 일반적으로 표준 설계에서 높은 고장률이 발생할 때 사용됩니다.
  • 일반적인 개선 사항은 외부 안내 링입니다.가이드 링은 설치가 용이하며 마이너 압축 억제제 역할을 합니다.일부 알킬화 용도의 경우 이중 재킷 개스킷에서 수정하여 알킬화 도료와 결합된 내부 라이닝 시스템을 통해 첫 번째 씰이 고장났음을 나타낼 수 있습니다.

실패 이유

분산된 가압력이 불균일 경우

불균일한 압력은 다양한 요인에 의해 발생할 수 있습니다.첫 번째는 인적 요인입니다. 즉, 볼트 프리로드가 비대칭적으로 적용되면 압력이 불균일해질 수 있습니다.이론적으로 플랜지를 압압할 때 씰면은 절대 평행하지만 실제로는 파이프라인의 중심선이 절대 동심원이 될 수 없으며 플랜지 모멘트 볼트를 조이면 플랜지가 불연속 상태가 된다.비대칭 연결의 경우 씰 표면이 다소 변형되고 압력이 감소하여 흐르는 하중이 누출되기 쉽습니다.셋째, 볼트 배열의 밀도는 압력 분포에 분명한 영향을 미칩니다. 볼트가 가까울수록 압력이 균일해집니다.

응력 완화 및 토크 손실

Flange의 볼트를 조입니다.진동, 온도 변화 및 나선형 감김 개스킷 응력 완화 등의 요인으로 인해 볼트 장력이 점차 감소하여 토크가 손실되어 누출이 발생합니다.일반적으로 볼트가 길고 볼트의 직경이 작으면 토크 손실을 방지하는 데 더 효과적입니다.길고 얇은 볼트는 토크 손실을 방지하는 효과적인 방법입니다.일정 시간 가열하여 볼트를 늘린 후 일정한 토크를 유지하면 토크 손실을 방지하는 데 매우 효과적입니다.개스킷이 얇고 작을수록 토크 손실이 커집니다.또한 기계와 파이프 자체의 강한 진동을 방지하고 인접한 장비의 진동으로부터 격리하십시오.씰링 표면에 대한 충격은 무의미하지 않습니다.체결된 볼트에 충격을 주지 않으면 토크 손실을 방지할 수 있습니다.

표면이 매끄럽지 않다

밀봉 마감을 올바르게 하는 것이 중요합니다. 그렇지 않을 경우 누출이 발생할 수 있습니다.표면이 너무 매끄러우면 개스킷 재료가 압력에 의해 폭발할 수 있습니다.평탄하게 가공되지 않은 표면은 누출 경로를 제공할 수 있습니다.좋은 경험칙은 32RMS의 가공된 표면입니다. 이렇게 하면 표면이 평평하지만 압축 시 개스킷에 물릴 수 있는 충분한 표면 마감이 보장됩니다.

금속 강화 개스킷

금속 코어 코팅 개스킷의 경우 코어의 양쪽이 유연하고 가단성이 있는 실란트로 덮여 있습니다.압력 등급에는 최대 300개의 강화 금속 씰이 있습니다.강한 금속 코어는 압력 씰을 방지하고 부드러운 코어는 탁월한 씰링을 보장합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

Wikimedia Commons에는 개스킷 관련 미디어가 있습니다.
  1. ^ "GFS Gaskets". Gallagher Seals. Retrieved 6 August 2021.
  2. ^ "Rubber Gaskets, Rubber Washers, Rubber Pads". Walker Rubber Ltd. Retrieved 2021-05-19.
  3. ^ "개스킷 및 개스킷 조인트", John Bickford, 2016년 4월 21일 회수
  4. ^ oceaneering.com
  5. ^ "Rubber Gaskets, Rubber Washers, Rubber Pads". Walker Rubber Ltd. Retrieved 2021-05-19.
  6. ^ "머티리얼 스포트라이트 시리즈: 압축 시트", GRI, 2016년 4월 21일 취득
  7. ^ "Spiral Wind Gaskets", GRI, 2016년 4월 21일 회수
  8. ^ [asmedigitalcollection.asme.org 개스킷 선택 재검토: 플로우차트 어프로치 - 25주년 기념 갱신], 아니타 바우스만과 A.피츠제럴드 워터랜드, 2016년 4월 21일 회수
  9. ^ "Kammprofile Gaskets, Camprofile Gaskets".

원천

  • 빅포드, 존 H:볼트 조인트 설계 및 거동에 대한 소개, 제3판, Marcel Dekker, 1995, 5페이지
  • 라떼, 호르헤 박사, 로시, 클라우디오:압축섬유 개스킷 재료의 고온 거동 및 개스킷 수명 예측을 위한 대안적 접근법, FSA 논문, 1995, 16페이지