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>테프론립씰-

압력과속도 限界 PV Limits

- 로타리씰 선정시 고려사항 Rotary Sealing Considration
에너자이드 씰과 로타리 립씰 설계시 특별한 사항들이 고려되어야 한다. 왕복운동용 씰(Reciprocating Seal)과는 달리,회전용 씰(Rotary Seal)에서는 여러Stress들이 집중되는 작은 습동면에 국부적으로 발생하는 열,마찰 및 마모가 씰의 마모를 가속화 시킨다.
- 압력과 속도 Pressure-Velocity
에너자이드 씰과 로타리 립씰 설계시 일차적인 고려사항은 사용환경의 압력과 속도값(PV)이다.
PV는 매체(Media)의 압력(Pressure : psi)과 사프트의 표면선속도(surface feet per minute : sfpm) 의 곱이다. (sfpm = 샤프트경inch×0.26×RPM)
eg) 샤프트경 : 2.500".3,000 rpm인 경우 sfpm ; 0.26×2.500inch×3,000rpm= 1950sfpm 압력 Pressure:50psi이면, PV Value : 1950×50= 97,500

 PV Limit :PV한계곡선 아래(Mild wear zone)에서는 정상적인 약간의 마모가 발생하나,한계곡선을 넘게되면(Severe wear zone) 심한 마모가 발생하게되며 그만큼 씰의 수명이 단축된다.

실제의 PV한계는 압력과 속도이외에,Operating Temperature(사용온도).윤활상태,접촉면의 표면조도, 등에 따라 다르다.
온도가 높을수록,사용가능압력과 PV한계치는 감소하고 마모율이 증가된다.
냉각제가 있으면 높은 PV적용에서 씰의 마모를 줄일수 있다.
윤활상태가 좋을수록 당연히 사용가능 압력과 PV한계치는 커지고 마모율이 감소된다.

Rotary Shaft Seal Selection between Spring Energized Seal and Rotary Lip Seal

 스프링에너자이드 로타리 씰과 립씰의 비교

Spring Energized Rotary Shaft Seal vs. Rotary Lip Seal

스프링Load(Spring Force)가 없는 로타리 립씰은, sealing Lip의 loading형식과 씰 구조에서 에너자이드 씰과 큰 차이가 있기 때문에,사용압력,속도 및 PV rating(압력*속도한계)에서 스프링에너자이드 씰과는 다르다.
스프링에너자이드 로타리씰은 립씰 보다 상대적으로 Operating Pressure(사용압력)은 높으나, 반면에 Operating Velocity(사용속도 :샤프트의 회전속도,sfpm)는 낮다.
에너자이드로타리씰의 Spring 힘(Load)은 씰의 밀폐력을 크게해주는 반면에,이러한 스프링힘은 또한 역시 씰의 마찰력과 열발생을 증가시킨다(씰의 마모가 빨라짐).이러한 이유로 에너자이드 씰의 최대 표면속도(sfpm)가 제한된다.
Metal케이스의 립씰의 사용압력은 Type에 따라,150psi,250,500psi로,이러한 사용압력은 립씰의 얇은 Sealing Lip에 의해 제한을 받는다.그러나 그러한 구조적 차이때문에 사용압력은 제한을 받는 반면에 Spring Load가 없기때문에(스프링에 의한 마찰과 열발생이 적어서) 에너자이드씰에 비해 Operating Velocity(sfpm 표면선속도)은 높다.
특정의 사용환경에서 에너자이드 씰과 립 씰중에서 어느 것을 선택하는 것이 가장 좋은 가는 그 사용환경에서 보다 중요한 고려요소가 압력이냐 아니면 속도인가에 따라 달라진다.

 회전용 씰(Rotary Shaft Seal)의 선정

Rotary Shaft Seal Selection between Spring Energized Seal and Rotary Lip Seal
유체압력이 500psi(34.47bar,3.45Mpa.35.15Kg/cm2)가 넘으면,에너자이드 로타리씰을 쓴다. 에너자이드씰은 원래가 샤프트속도가 낮은 높은 압력에 사용되도록 되어있다.
압력이 500psi이하이고 선속도가 100sfpm(surface feet per minute:0.508m/s)을 넘으면 립씰을 사용하는 것을 고려한다.

Seal Design
Type No.

Temp.
Range

Max.psi
at 10 sfpm

Max.sfpm
at 20 psi

Normal PV
Limit

Rotary Lip Seal

-148~500℉
-100~260℃

150 psi
10bar

8,000sfpm
40m/s

160,000

FRS-104,FRS-105
Rotary Lip Seal

-148~500℉
-100~260℃

250 psi
17.2bar

10,000sfpm
50.8m/s

250,000

FRS-103
Rotary Lip Seal

-148~500℉
-100~260℃

500psi
34.5bar

4,000sfpm
20m/s

160,000

FRS-110
Spring Energized Seal

-148~500℉
-100~260℃

2,000psi
138bar

2,500sfpm
12.7m/s

160,000

F700R
*위의 수치는 70℉(=21℃),윤활상태에서의 Rating임
*F700R : surface speed 15m/s.Max Operating Pressure is dependent upon the rotational speed.
 

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