엘라스토머 과학: 실린더 씰의 유리전이온도(Tg)

Tg, TR10, 게만 강성, 취성 등 4가지 저온 시험의 차이와 공압 실린더 씰의 적합성을 검증하는 방법을 알아보세요.

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Jason Tan, 공압 제조 엔지니어, 벱토 뉴매틱

작성자 소개

Jason Tan

공압 제조 엔지니어

저는 벱토 뉴매틱의 공압 제조 엔지니어 Jason입니다. 견적 전 공압 제품 요구 사항, 부품 적용, 기술 세부 사항 검토를 돕습니다.

작성자 글Jason@bepto.com

유리전이온도는 온도가 낮아질 때 엘라스토머가 어떻게 경화되는지 엔지니어가 파악하는 데 도움이 되지만, 모든 씰에 공통으로 적용되는 고장 온도는 아닙니다. 보고된 Tg는 특정 컴파운드, 시편, 시험 방법, 주파수, 가열 속도 및 결과 보고 기준에 해당합니다. 이 값만으로는 공압 실린더가 저온 시동 중에 밀봉 성능을 유지할 수 있는지 판단할 수 없습니다.

이러한 차이를 이해하면 선정 절차가 달라집니다. 일반적인 NBR, 폴리우레탄, FKM 또는 실리콘 온도 차트를 비교하는 대신 정확한 컴파운드를 지정하고, 해당 재료의 최저 사용 온도 등급을 뒷받침하는 근거를 요청해야 합니다. 그런 다음 실제 압력, 대기 시간, 윤활 상태 및 동작 프로파일에서 조립된 실린더를 시험하십시오.

핵심 요약

  • ISO 4664-3은 DMA로 구한 Tg를 완전한 사용 한계가 아닌 참고 지침으로 다룹니다.
  • Tg, TR10, 게만 강성 및 취성은 서로 다른 특성을 평가합니다.
  • 실제 조건을 대표하는 저온 소킹 누설, 기동 및 반복 작동 시험을 마친 후에만 정확한 씰 컴파운드를 승인해야 합니다.

유리전이온도는 실린더 씰에 대해 실제로 무엇을 알려줍니까?

ISO 4664-3은 30~80 IRHD의 가황 고무를 대상으로 하며, 정해진 변형률과 주파수에서 온도를 변화시키는 동안 나타나는 tan delta 피크로 Tg를 결정합니다. 이 표준은 해당 값을 완성된 씰의 합격 또는 불합격 온도가 아니라 사용 온도를 정하는 참고 지침으로 설명합니다(ISO 4664-3:2021).

유리전이온도(Tg)는 비정질 고분자의 분자 운동성과 기계적 응답이 온도에 따라 크게 변하는 영역 안에서, 시험 방법으로 정의한 특정 지점입니다. 엘라스토머에는 열에너지와 시간이 충분할 때 재배열될 수 있는 고분자 사슬 세그먼트가 있습니다. 온도가 낮아지면 이러한 운동이 느려지고 저장 탄성률은 높아지며 감쇠 특성이 달라집니다.

어느 지점을 보고했는지도 중요합니다. DMA 보고서에서는 저장 탄성률 변화의 시작점, 손실 탄성률 피크 또는 tan delta 피크를 사용할 수 있습니다. 이 지점들은 같은 온도에서 나타나지 않습니다. ISO 4664-3은 해당 시험 방법에서 tan delta 피크를 사용하도록 지정해 일부 모호성을 없애지만, 다른 방법으로 얻은 값은 서로 다른 정의를 사용할 수 있습니다.

따라서 Tg가 답하는 질문의 범위는 제한적입니다. 명시된 실험실 조건에서 측정된 점탄성 응답이 시험 방법에 정의된 전이점에 언제 도달했는지를 보여줍니다. 다음과 같은 실제 적용 질문에는 직접 답하지 못합니다.

  • 씰 립이 8시간 저온 소킹 후에도 접촉을 유지하는가?
  • 실린더를 기동하는 데 필요한 압력은 얼마인가?
  • 그리스가 계속 미끄럼 접촉면까지 도달하는가?
  • 명령된 속도에서 씰이 충분히 빠르게 복원되는가?
  • 반복적인 저온 시동 후에도 어셈블리가 누설 허용 기준을 충족하는가?

실린더 씰은 보고된 Tg에 도달하기 전에도 마찰이나 복원에 영향을 줄 만큼 경화될 수 있습니다. 또한 정적 씰은 압력을 유지할 수 있는 조건에서도 동적 씰은 움직이는 표면을 제대로 따라가지 못할 수 있습니다. 형상, 압축률, 압력에 의한 밀봉력 보강, 표면 조도, 간극, 윤활제 및 동작 속도가 모두 이러한 차이에 영향을 줍니다.

유용한 공학적 질문은 “고분자의 Tg가 얼마인가?”가 아닙니다. “이 씰 설계에서 이 온도와 변형 속도일 때 어느 측정 특성이 한계 요인이 되는가?”입니다. Tg는 전이 영역의 위치를 파악하는 데 도움이 되지만, 그 자체로 한계 메커니즘을 식별하지는 못합니다.

고온 및 저온 조건을 모두 고려한 폭넓은 재료 선정은 온도가 실린더 씰에 미치는 영향을 참조하십시오. 이 가이드는 저온 시험 근거를 해석하는 방법에 초점을 맞춥니다.

동일한 엘라스토머에서 보고된 Tg가 둘 이상일 수 있는 이유는 무엇입니까?

TA Instruments는 DMA에서 흔히 사용하는 세 가지 결과인 저장 탄성률 시작점, 손실 탄성률 피크 및 tan delta 피크를 제시하며, 측정된 전이 온도가 변형 주파수에 따라 달라진다는 점을 보여줍니다. 따라서 Tg 수치는 시험 방법과 평가 지점을 함께 제시하지 않으면 불완전합니다(TA Instruments).

DSC와 DMA는 같은 물리 신호를 관찰하지 않습니다. 시차주사열량법은 열용량의 변화를 감지합니다. 동적기계분석은 진동 변형 상태에서 강성과 감쇠의 변화를 측정합니다. DMA 안에서도 시험 주파수에 따라 고분자 사슬이 응답할 수 있는 시간이 달라집니다.

주파수가 높아지면 분자 응답이 더 짧은 주기 안에 일어나야 하므로 DMA 전이는 일반적으로 더 높은 온도에서 보고됩니다. 가열 속도, 시편 형상, 변형률 진폭, 열 이력, 가황 상태, 가소제 함량, 충전제 및 흡수된 유체도 결과나 해석에 영향을 줄 수 있습니다.

보고 결과 장비가 관찰하는 특성 값과 함께 제시해야 하는 정보 씰 선정 시 주요 한계
DSC Tg 열용량 변화 단계 표준, 가열 속도, 열 이력, 시작점 또는 중간점 접촉력 복원이나 미끄럼 마찰을 측정하지 않음
DMA Tg 저장 탄성률, 손실 탄성률 및 위상 응답 표준, 주파수, 변형률, 고정구, 선택한 곡선 특성점 결과가 시간 척도와 선택한 평가 지점에 따라 달라짐
시험 방법이 없는 공급업체 Tg 알 수 없음 전체 시험 보고서 필요 컴파운드 간 직접 비교에 적합하지 않음
최저 사용 온도 제품 또는 컴파운드 등급 정확한 컴파운드, 매질, 정적 또는 동적 용도, 적합성 검증 근거 다른 씰 형상이나 적용 분야에 그대로 적용되지 않을 수 있음

ISO 22768은 원료 고무 및 고무 라텍스의 Tg를 DSC로 측정하는 방법을 다루며, ISO 4664-3은 동적 시험으로 가황 고무를 평가합니다. 이 적용 범위의 차이는 중요합니다. 원료 고분자의 DSC 값을 완성된 공압 씰의 시험된 작동 한계인 것처럼 제시해서는 안 됩니다(ISO 22768:2020).

두 공급업체 데이터시트에 서로 다른 Tg 값이 기재되어 있더라도 어느 컴파운드가 저온 밀봉 성능이 더 우수하다고 즉시 결론 내리지 마십시오. 먼저 고분자 배합, 가황 조건, 시험 표준, 평가 지점, 주파수 또는 가열 속도, 컨디셔닝 및 시험 매질을 비교해야 합니다. 동일한 조건에서 얻은 데이터만 유의미한 순위를 뒷받침합니다.

Tg와 함께 사용해야 하는 저온 시험

ISO 2921은 인장한 고무 시편을 동결한 후 가온할 때의 온도 수축을 측정하고, ISO 1432는 실온부터 약 -120°C까지의 상대 강성을 측정합니다. 이 두 시험은 Tg만으로 씰 적합성을 검증할 때 정량화할 수 없는 복원성과 경화 특성을 각각 보여줍니다(ISO 2921; ISO 1432).

윤활된 씰 립이 호닝된 튜브나 피스톤 로드를 따라 미끄러지는 조건을 단일 시편 시험으로 재현할 수는 없습니다. 신뢰할 수 있는 적합성 검증 패키지는 여러 측정 방법을 조합하고, 각 방법은 발견할 수 있는 고장 모드에 따라 선정해야 합니다.

공압 실린더 씰의 저온 시험 근거 맵 Tg, 온도 수축, 강성, 취성 및 부품 시험이 점차 실제 적용에 가까운 근거를 제공하는 과정을 보여주는 세로 순서도입니다. 1. 점탄성 전이 영역 파악 DMA Tg는 시험 방법으로 정의된 전이점을 식별합니다. 완성된 씰의 합격 결과가 아닌 참고 지침입니다. 2. 복원성과 강성 측정 TR 시험은 제어된 가온 중 복원성을 측정합니다. 게만 시험은 온도에 따른 강성을 비교합니다. 3. 손상 관련 한계 확인 취성 시험은 명시된 조건에서 충격 파괴를 평가합니다. 압축 시험은 잔류 밀봉력을 추적할 수 있습니다. 4. 완성된 실린더 시험 실제 씰, 윤활제, 튜브, 로드 및 어셈블리를 저온 소킹합니다. 정적 누설, 기동 압력, 동작 및 복원성을 측정합니다. 대표적인 대기 및 반복 작동 후 시험을 반복합니다. 선정 원칙 시편 시험으로 컴파운드를 선별하고 부품 시험으로 설계를 승인합니다.
각 시험 방법은 불확실성을 줄여 주지만, 실제 밀봉 형상, 윤활제, 표면, 압력, 대기 및 동작을 모두 반영하는 것은 조립된 실린더 시험뿐입니다.

동적기계분석에 의한 Tg

동일한 표준, 주파수, 변형률 및 평가 지점을 사용할 때 DMA는 식별된 컴파운드의 전이 거동을 비교하는 데 유용합니다. 특정 온도 영역에서 강성과 감쇠가 급격히 변하는 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다. 그러나 씰 압축, 압력에 의한 밀봉력 보강 또는 미끄럼 접촉을 재현하지는 못합니다.

온도 수축

TR 시험은 시편을 늘려 동결하고 해제한 다음, 온도가 상승할 때의 복원량을 기록합니다. TR10은 시편이 동결된 신장 상태에서 10% 수축한 온도입니다. Parker는 TR10을 동적 씰 및 맥동 압력에 노출되는 정적 씰에 유용한 지표로 설명하면서, 정상 상태 압력이 작용하는 정적 씰의 거동과도 구분합니다(Parker O링 핸드북).

TR10은 Tg와 서로 바꾸어 사용할 수 있는 대체 값이 아닙니다. ASTM D1329는 TR 시험을 다른 저온 시험과 함께 사용하는 비교 시험법으로 설명하며, 저온 유연성과 결정화 거동의 관계도 언급합니다(ASTM D1329).

게만 강성

게만 시험은 저온에서의 비틀림 강성을 기준 온도의 강성과 비교합니다. 충격을 견디는 능력보다 유연성이 중요한 설계에 유용합니다. 그러나 결과는 여전히 시편의 물성이며, 씰 립 접촉 응력이나 조립 공차는 반영하지 않습니다.

저온 취성

ISO 812는 지정된 충격 조건에서 취성 파괴를 평가합니다. 이 표준은 결과가 반드시 재료를 사용할 수 있는 최저 온도를 뜻하지는 않는다고 명시적으로 경고합니다. 씰은 충격이 없는 보관 조건을 통과해도 동적 밀봉에 필요한 복원성이 부족할 수 있고, 반대로 실제 변형과 유사하지 않은 충격 시험에서는 실패할 수 있습니다.

압축 응력 완화 및 부품 누설

ISO 3384-2는 온도 사이클 중 압축 고무 시편에 남아 있는 반력을 측정합니다. 이 시험은 접촉력 유지가 중요한 설계를 뒷받침할 수 있지만, 시편은 여전히 완전한 실린더 씰이 아닙니다. 최종 근거에는 실제 어셈블리의 누설 및 동작 측정값이 포함되어야 합니다(ISO 3384-2:2019).

일반적인 NBR, FKM, 폴리우레탄 및 실리콘 온도 차트가 위험한 이유는 무엇입니까?

Parker는 일반용 니트릴의 사용 한계를 -34°C, 저온용 니트릴 제품군의 사용 한계를 -55°C까지로 제시합니다. 같은 고분자 계열 안에서도 21°C의 차이가 납니다. 이 핸드북은 매질과 적용 조건에 따라 사용 가능 범위가 달라질 수 있음을 경고하며, 실제 사용 조건에서 시험할 것을 요구합니다(Parker O링 핸드북).

“NBR”은 완성된 배합이 아니라 고분자 계열을 뜻합니다. 아크릴로니트릴 함량, 가소제, 충전제, 가황 시스템, 경도 및 가공 조건이 모두 저온 응답에 영향을 줍니다. 여기에 씰 프로파일이라는 또 하나의 변수가 더해집니다. 실험실 데이터가 비슷한 두 컴파운드라도 형상이 다르면 서로 다른 립 하중이나 마찰을 발생시킬 수 있습니다.

FKM도 같은 원리가 적용됩니다. Trelleborg는 XLT FKM 제품군의 TR10 값을 -30°C~-45°C로 제시합니다. 이 값은 식별된 저온용 배합에 해당하며 모든 FKM 씰에 적용할 수 없습니다(Trelleborg Sealing Solutions).

“PU”는 서로 다른 화학 조성, 경도, 첨가제 및 가공 방식을 가리킬 수 있으므로 폴리우레탄은 특히 일반화하기 어렵습니다. 폴리우레탄이 항상 NBR이나 FKM보다 저온 유연성이 우수하다는 일반적인 주장은 근거가 부족합니다. 공급되는 정확한 등급의 데이터를 요청하십시오.

실리콘은 여러 탄화수소계 엘라스토머보다 낮은 온도에서도 유연성을 유지하는 경우가 많지만, 그렇다고 해서 항상 동적 실린더 씰에 가장 적합한 재료인 것은 아닙니다. 마모, 인열 저항, 압출 저항, 윤활제 적합성, 압력, 표면 조도 및 반복 작동 요구 조건 때문에 다른 측면에서 매력적인 컴파운드가 제외될 수 있습니다.

공급업체 제안서를 검토할 때는 최소한 다음과 같은 재료 식별 정보를 요구하십시오.

필수 항목 중요한 이유
제조업체 및 컴파운드 명칭 관리되는 재료 대신 고분자 계열명만 제시하는 것을 방지
고분자 및 가황 시스템 화학적·열적 거동을 설명하는 데 도움
경도 및 시편 상태 실험실 보고서와의 비교에 영향
시험 방법이 명시된 Tg 또는 TR 결과 보고된 온도를 해석할 수 있게 함
최저 사용 온도 등급 및 그 근거 제품 주장을 원료 물성값과 구분
승인된 윤활제 및 매질 추출, 팽윤, 점도 및 화학적 적합성을 고려
정적 또는 동적 적용 정적 O링의 한계를 왕복동 씰에 적용하는 것을 방지

당사의 적용 검토 경험상 가장 유용한 공급업체 보고서는 표지에 가장 낮은 온도를 표시한 보고서가 아닌 경우가 많습니다. 컴파운드, 시험 방법, 컨디셔닝, 매질, 시편 및 의도한 씰 용도를 명확히 식별한 보고서가 더 유용합니다. 이러한 세부 정보가 있어야 엔지니어링 팀이 시험 근거를 실제 적용에 옮길 수 있는지 판단할 수 있기 때문입니다.

Tg가 낮다고 해서 품질이 더 우수한 것은 아닙니다. Tg는 여러 설계 속성 중 하나입니다. 보고된 Tg가 가장 낮다는 이유만으로 컴파운드를 선택하면 실린더에 필요한 내마모성, 유체 적합성, 압출 저항, 제조성 또는 고온 안정성을 희생할 수 있습니다.

화학 물질 노출과 마모가 저온 응답만큼 중요한 경우에는 더 폭넓은 씰 재료 선정 가이드를 참조하십시오.

씰의 실제 최저 작동 온도 설정

Parker는 TR10 부근의 동적 거동과 일부 O링 적용에서 약 8°C 더 낮은 온도까지 밀봉할 수 있는 정적 정상 압력 조건을 구분합니다. 이러한 조건부 차이는 모든 환경에 동일한 주위 온도 보정값을 적용하면 위험하다는 점을 보여줍니다. 측정값 또는 실제 기계를 검증한 모델을 바탕으로 씰의 최저 온도를 정하십시오(Parker O링 핸드북).

압축 공기는 팽창과 배기 과정에서 냉각될 수 있지만, 씰의 온도는 입구 압력 외에도 여러 요인에 좌우됩니다. 압력비, 밸브 및 배기 제한, 튜브 체적, 사이클 속도, 대기 시간, 열전달, 실린더 질량, 수분 및 센서 위치가 모두 영향을 줍니다. “주위 온도에서 25°C 차감”과 같은 고정 계산은 이러한 변수를 가립니다.

중요한 저온 한계를 지정하기 전에 실제 적용 장비를 계측하십시오. 설계상 가능한 경우 적절한 접촉식 센서를 씰 영역 가까이에 설치하십시오. 광택이 있는 실린더 표면의 적외선 측정값은 방사율과 시야각의 영향을 받으므로 오해를 일으킬 수 있습니다.

최소한 다음 조건을 기록하십시오.

  • 최저 주위 온도 및 저온 소킹 시간
  • 컴프레서실이 아닌 기계 지점의 공급 압력
  • 사이클 속도, 스트로크, 속도, 대기 시간 및 하중
  • 밸브, 튜브, 유량 제어 및 배기 구성
  • 해당 씰에 가까운 튜브 또는 엔드캡 온도
  • 압축 공기 노점 및 수분이나 결빙의 징후
  • 윤활제 등급 및 명시된 저온 특성

당사의 경험상 국부 온도, 챔버 압력 및 동작 시작 시점을 동기화해 기록하면 개별 지점 측정보다 저온 시동 문제의 원인을 더 빠르게 파악할 수 있습니다. 마찰이나 누설이 변했을 때 씰이 실제로 저온 상태였는지, 그리고 동시에 압력이나 유량 문제가 발생했는지를 확인할 수 있기 때문입니다.

가장 낮은 순간 측정값만이 유일한 설계 기준인 것은 아닙니다. 씰은 짧은 과도 상태를 견뎌도 장시간 대기 후 복원되지 않을 수 있습니다. 반대로 실린더는 반복 작동 중에 따뜻해질 수 있습니다. 저온 상태의 첫 동작과 안정화된 운전 상태를 모두 시험하십시오.

저온용 공압 실린더 씰 적합성 검증 절차 온도 측정, 컴파운드 근거, 적합성 확인, 저온 소킹 시험 및 문서화된 합격 기준을 다루는 5단계 세로 절차입니다. 1 열적 사용 조건 정의 주위 온도, 대기 시간, 국부 온도 및 사이클 프로파일을 측정합니다. 2 정확한 컴파운드 식별 시험 방법별 Tg, TR, 강성 및 등급 근거를 확보합니다. 3 전체 재료 시스템 확인 윤활제, 매질, 표면, 경도 및 씰 형상을 검증합니다. 4 어셈블리 저온 소킹 및 시험 정적 누설, 첫 동작 압력, 속도 및 위치를 측정합니다. 실제 대기, 반복 작동 및 온도 복원 후 시험을 반복합니다. 5 문서화된 한계 기준으로 승인 누설, 압력, 동작, 손상 및 재시험 기준을 기록합니다. 승인된 컴파운드와 윤활제를 변경 관리 대상으로 유지합니다.
저온 등급은 측정된 사용 조건, 식별된 컴파운드, 전체 재료 시스템 및 반복 가능한 어셈블리 합격 기준과 연결될 때만 유용합니다.

영하 상태가 계속되는 시스템에서는 완성된 실린더 전체를 살펴봐야 합니다. 공기 품질, 응축수, 그리스, 센서, 튜브, 쿠셔닝, 장착 및 재료 수축이 씰 컴파운드보다 먼저 한계 요인이 될 수 있습니다. 시스템 수준 검토에는 영하 온도용 공압 실린더 설계 가이드를 활용하십시오.

저온 시동 누설, 스틱슬립 또는 균열은 씰이 Tg를 지났다는 증거입니까?

ISO 812는 취성 파괴가 발생하지 않는 최저 온도와 시편의 50%가 파괴되는 온도라는 두 가지 결과 유형을 지원합니다. 또한 두 값 모두 반드시 실제 사용 가능한 최저 온도를 뜻하는 것은 아니라고 명시합니다. 따라서 저온 시동 누설이나 손상만으로 씰이 Tg를 지났다고 입증할 수 없습니다(ISO 812:2017).

경화된 씰은 기동 압력과 스틱슬립을 증가시킬 수 있습니다. 그러나 저온에서 점도가 높아진 그리스도 같은 현상을 일으킬 수 있습니다. 사용 지점의 압력 저하, 배기 제한, 측하중, 수분 결빙, 오염, 표면 손상 및 치수 수축도 저온에 민감한 증상을 유발할 수 있습니다.

관찰 현상 Tg 관련 가능성 원인을 판단하기 전에 확인할 기타 항목
장시간 저온 소킹 후 누설 복원성 또는 접촉력 저하 씰 손상, 수축, 압력, 보어 상태, 조립 공차
높은 첫 동작 압력 씰 강성 증가 그리스 점도, 정렬 불량, 측하중, 가이드 마찰, 낮은 공급 압력
초기 동작의 불규칙한 움직임 밀봉 접촉면의 스틱슬립 미터아웃 설정, 밸브 응답, 하중 변화, 가이드 걸림
반복 작동 후 감소하는 누설 어셈블리가 따뜻해지면서 재료 응답 개선 얼음 제거, 그리스 재분포, 공급 압력 회복
균열 또는 이가 빠진 가장자리 취성 변형이 발생했을 가능성 오존, 화학적 침식, 설치 중 절상, 피로, 압출
영구 형상 변화 복원 또는 압축 거동 불량 팽윤, 열 노화, 과도한 압축, 부적합한 윤활제

먼저 통제된 비교 시험을 실시하십시오. 동일한 하중과 밸브 설정에서 상온 및 저온 누설, 첫 동작 압력, 속도 및 온도를 측정합니다. 시험 후 씰과 상대 접촉면을 검사하십시오. 가능하다면 실린더의 나머지 조건을 일정하게 유지하고 알려진 기준 컴파운드로 시험을 반복합니다.

예열 시간을 적합성의 근거로 사용하지 마십시오. 기계가 지정된 최저 온도에서 안전하게 움직여야 한다면 첫 번째 명령 동작이 합격 시험에 포함되어야 합니다. 저온 실린더를 억지로 움직이기 위해 압력을 높이면 마찰이 떨어지는 순간 예상치 못한 가속이 발생할 수 있습니다.

온도와 무관한 손상 패턴은 산업용 실린더 씰 종류 및 고장 가이드와 비교하십시오.

고무 취성 시험은 금속 충격 시험과도 구분해야 합니다. 극저온용 실린더 취성 가이드는 금속 시편의 샤르피 시험 결과로 완성된 저온용 실린더를 인증할 수 없는 이유를 설명합니다.

생산 전에 저온용 씰의 적합성을 어떻게 검증해야 합니까?

ISO 3384-2는 압축 응력 완화를 측정하기 위한 두 가지 온도 사이클 방법을 규정하지만, 어느 것도 완성된 실린더의 누설 시험은 아닙니다. 적합성 검증에는 관리된 재료 데이터와 함께 정확한 실린더, 컴파운드, 윤활제, 압력 및 동작 사이클을 적용한 저온 소킹 시험이 포함되어야 합니다(ISO 3384-2:2019).

먼저 사용 조건 프로파일을 문서화하십시오. 최저 주위 및 부품 온도, 소킹 시간, 작동 압력, 하중, 스트로크, 속도, 대기 시간, 사이클 수, 공기 품질, 윤활제 및 허용 누설량을 정의합니다. 합격 기준이 없으면 저온 챔버 시험에서 관찰 결과만 얻을 뿐 객관적인 승인 결정을 내릴 수 없습니다.

1. 추적 가능한 재료 근거 검토

정확한 컴파운드 명칭과 해당 저온 등급의 근거가 되는 보고서를 요청하십시오. 표준, 시편 상태, 시험 매질, 결과 정의 및 날짜를 기록합니다. 중요 적용 분야에서는 “저온용 NBR”이라고만 적힌 데이터시트로 충분하지 않습니다.

2. 상온 기준선 설정

기준 온도에서 누설, 기동 압력, 전진 및 후진 시간, 속도 안정성, 쿠셔닝 거동 및 위치 반복 정밀도를 측정하십시오. 상온 시험은 저온 노출 전에 어셈블리가 정상임을 확인하고 비교 기준을 제공합니다.

3. 완성된 어셈블리 저온 소킹

실린더 본체, 엔드캡, 씰, 윤활제 및 내부 하드웨어가 목표 조건에 가까워질 때까지 충분히 소킹합니다. 정해진 위치에서 온도를 기록하십시오. 챔버 공기 온도가 씰 온도와 같다고 가정해서는 안 됩니다.

4. 동작 전 정적 밀봉 시험

지정된 챔버에 압력을 가하고 필요한 대기 시간이 지난 뒤 누설을 측정하십시오. 씰 배열상 필요한 경우 양쪽 압력 방향을 모두 시험합니다. 마찰열로 어셈블리 온도가 변하기 전에 정적 누설을 평가해야 합니다.

5. 첫 번째 명령 동작 시험

동작 시작 압력, 이동 시간, 속도 프로파일, 스틱슬립, 위치 및 비정상 소음을 기록하십시오. 저온 실린더는 갑자기 움직이기 시작할 수 있으므로 적절한 방호 장치와 위험 저감 절차를 사용해야 합니다.

6. 대표 사이클 반복

지정된 사용 조건으로 운전하면서 온도, 누설 및 마찰 변화를 추적하십시오. 실제와 같은 정지 및 재시동도 포함합니다. 연속 사이클 시험만 실시하면 실제 문제를 일으키는 장시간 대기 후 저온 시동을 놓칠 수 있습니다.

7. 검사 및 재시험

씰 립, 접촉면, 윤활제 분포와 균열, 마모, 압출 또는 영구 변형의 흔적을 검사하십시오. 정해진 사이클 수에 도달한 후 누설 및 동작 시험을 반복합니다. 생산 승인용 시험에서는 고장의 정의와 분해 작업 자체가 이후 비교를 무효화하는지 여부도 문서화하십시오.

변경 관리는 적합성 검증의 일부입니다. 승인된 컴파운드, 가황 조건, 윤활제, 씰 형상, 표면 조도 또는 공급업체가 변경되면 이전 저온 시험으로 해당 어셈블리를 더 이상 뒷받침하지 못할 수 있습니다. 구매 사양에는 어떤 변경이 검토 또는 재검증을 필요로 하는지 명시해야 합니다.

실린더 씰 Tg 자주 묻는 질문

ISO 4664-3, ISO 2921, ISO 1432 및 ISO 812는 저온 거동을 각각 동적 전이, 복원, 강성 및 취성 충격 응답이라는 서로 다른 관점에서 보여줍니다. 이 결과들은 상호 보완적이므로 공학적 의사결정에서 어느 한 시험을 보편적인 최저 사용 온도로 취급해서는 안 됩니다.

Tg가 공압 실린더 씰의 최저 작동 온도입니까?

아닙니다. ISO 4664-3은 DMA로 구한 Tg를 사용 온도의 참고 지침으로 설명합니다. 완성된 씰의 최저 작동 온도는 컴파운드 배합, 형상, 압축률, 윤활제, 압력, 동작 속도, 대기 시간, 표면 및 누설 허용 기준에도 좌우됩니다. Tg로 1차 선별한 다음 조립된 실린더의 적합성을 검증하십시오.

동적 씰에는 TR10이 Tg보다 더 유용합니까?

TR10은 제어된 가온 과정에서 복원성을 직접 평가하므로 저온용 고무 컴파운드를 비교할 때 유용한 경우가 많습니다. 하지만 완전한 동적 씰 시험은 아닙니다. 정확한 컴파운드와 시험 방법을 확인한 다음, 실제 씰 형상 및 윤활 시스템에서 누설, 기동 압력, 마찰 및 동작을 측정하십시오.

일반적인 Tg 표로 NBR, FKM 및 폴리우레탄을 비교해도 됩니까?

안전하게 비교할 수 없습니다. Parker가 제시한 일반용 니트릴과 저온용 니트릴의 사용 범위에는 21°C의 차이가 있으며, 이는 같은 계열 안에서도 배합이 얼마나 중요한지를 보여줍니다. 각 고분자 이름에 하나의 Tg나 사용 한계를 부여하지 말고, 일관된 시험 방법, 매질, 경도 및 적용 유형을 기준으로 식별된 컴파운드를 비교하십시오.

저온 시동 중 일시적인 누설은 씰이 유리 상태가 되었다는 증거입니까?

아닙니다. 엘라스토머 복원성 저하는 가능한 원인 중 하나일 뿐입니다. 저온 그리스, 수분 또는 얼음, 사용 지점의 낮은 압력, 유량 제한, 측하중, 치수 수축 또는 기존 표면 손상도 비슷한 현상을 일으킬 수 있습니다. 원인을 유리전이로 판단하기 전에 통제된 상온 및 저온 측정값을 비교하십시오.

공급업체는 저온용 씰 제안서에 무엇을 제공해야 합니까?

컴파운드 명칭, 고분자 및 가황 시스템, 경도, 저온 시험 방법과 보고서, 최저 사용 온도 등급의 근거, 호환 윤활제와 매질, 정적 또는 동적 용도를 요청하십시오. 생산 승인을 위해서는 문서화된 합격 기준을 적용한 대표 실린더 어셈블리의 저온 소킹 누설 및 첫 동작 결과도 요구해야 합니다.

출처 및 기술 참고문헌