금속 중공 O-링은 금속 튜브로 제작된 원형 밀봉 링으로, 일반적으로 원형 단면을 가지고 있습니다(타원형, 직사각형 등도 가능). 압축 시 탄성 변형되어 밀봉 계면 사이의 미세 틈을 메워 밀봉을 구현합니다. 탄성중합체 밀봉과는 달리, 고온, 고압, 고진공 및 강한 부식이 발생하는 극한 환경에서 밀봉 문제를 해결하도록 특별히 설계되었습니다.
I. 작동 원리: 탄성 변형 및 선 접촉 밀봉
금속 중공 O-링의 밀봉 원리는 고전적인 "라인 접촉" 메커니즘을 기반으로 하며, 여기에는 다음과 같은 주요 단계가 포함됩니다.
- 예압 및 라인 접촉:
- 플랜지나 커넥터를 볼트로 조이면 홈 커버가 금속 중공 O-링에 축 방향 압축력을 가합니다.
- 이 힘은 중공 금속 링의 벽이 탄성 변형(평평하게) 외벽을 밀봉 홈 바닥과 덮개판에 밀착시켜 연속적인 "선 접촉" 밀봉 밴드를 형성합니다. 이 초기 접촉이 기본적인 정적 밀봉을 제공합니다.
- 시스템 압력 지원 밀봉(자체 활성화 효과):
- 내부 시스템 압력이 증가하면 중간 압력이 홈 바닥의 통풍구를 통해서나 직접 O-링 내부에 작용합니다.
- 압력으로 인해 O-링은 바깥쪽으로 더욱 확장되어 밀봉 립(평평하게 만들어진 접촉 가장자리)이 반대쪽 밀봉 표면에 더욱 단단히 밀착됩니다.시스템 압력이 높을수록 밀봉 접촉 압력이 커집니다.이러한 "자체 활성화 효과"는 밀봉 신뢰성을 크게 향상시킵니다.
솔리드 메탈 O-링과의 차이점:
- 견고한 금속 O-링주로 큰 압축력에 의존하여 금속을 소성 변형시켜 틈새를 메웁니다. 이러한 구조는 높은 밀봉력을 요구하며, 분해 후 재사용이 불가능한 경우가 많습니다.
- 중공 금속 O-링주로 튜브 벽의 탄성 변형에 의존하여 훨씬 낮은 밀봉력이 필요하고 더 나은 탄성 회복력을 제공하여 뛰어난 재사용성을 제공합니다.
II. 핵심 장점
금속 중공 O-링은 작동 원리와 금속 소재에 따라 다음과 같은 뛰어난 장점을 제공합니다.
- 매우 넓은 온도 허용 범위:가장 큰 장점은 소재 선택(예: 인코넬, 스테인리스 스틸 316, 하스텔로이)에 따라 극한의 온도를 견딜 수 있다는 것입니다.-250°C ~ 1000°C 이상모든 폴리머 밀봉재보다 훨씬 뛰어납니다.
- 우수한 고압 및 고진공 밀봉 성능:수백 메가파스칼(MPa)의 초고압을 견딜 수 있습니다. 고진공 시스템에서 금속 자체의 매우 낮은 기체 투과율은 탁월한 진공 무결성을 보장합니다.
- 뛰어난 내식성:특수 합금은 다양한 강산, 알칼리, 유기 용매 및 고온 산화 환경을 견딜 수 있습니다.
- 크립이나 이완 없음, 오래 지속되는 밀봉: 금속 소재는 플라스틱이나 고무처럼 고온에서 변형이나 노화가 일어나지 않아 장기간 안정적인 밀봉력을 유지하고 이완으로 인한 누출을 방지합니다.
- 재사용성:올바른 설계와 설치를 통해 영구적인 압착(과압축)이 발생하지 않는 한 여러 번 분해하여 재사용할 수 있어 장기적인 유지 관리 비용이 절감됩니다.
- 방사선 저항성: 원자력 산업 등 방사선 노출이 있는 환경에 적합합니다.
III. 설치 홈 설계 및 주요 매개변수
홈 설계는 금속 중공 O-링의 올바른 작동에 매우 중요합니다. 핵심 목표는 다음과 같습니다.O-링의 측면 흐름을 제한하는 동시에 정확한 압축 공간을 제공합니다.
1. 그루브 유형
- 오픈 그루브(가장 일반적): 홈은 한쪽 플랜지 면에 가공되어 있고, 다른 쪽은 평평한 밀봉면입니다. 대부분의 고압 정적 씰에 적합합니다.
- 닫힌 그루브(2부분 그루브): 홈은 각 플랜지 면에 반 홈을 가공하여 형성됩니다. O-링 위치 조정 및 설치가 용이하지만 높은 가공 정밀도가 요구됩니다.
2. 키 그루브 치수 설계
홈 치수는 O-링의 자유 직경(OD) 및 벽 두께(WT)와 밀접한 관련이 있습니다. 다음은 원형 단면 중공 금속 O-링의 기본 설계 원칙입니다(구체적인 치수는 표준 또는 공급업체 권장 사항을 참조해야 함).
- 홈 너비(W):
- O-링의 자유 직경(OD)보다 약간 더 커야 합니다. 일반적으로,W ≈ OD + (10% ~ 20%) OD.
- 폭이 너무 넓어서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 O-링이 압력에 의해 과도하게 변형되어 틈새로 밀려나 손상될 수 있습니다.
- 홈 깊이(D):
- 이것은 가장 중요한 매개변수, O-링의 를 직접 결정합니다.압축비.
- 압축률 = (OD – D) / OD × 100%
- 정적 씰의 경우 권장되는 초기 압축 비율은 일반적으로 다음과 같습니다.15%와 30%비율이 너무 낮으면 누출이 발생할 수 있고, 비율이 너무 높으면 O-링이 파손되어 탄성을 잃고 재사용이 불가능해질 수 있습니다.
- 홈 깊이(D)는 O-링의 자유 직경(OD)보다 작아야 합니다.
- 홈 표면 거칠기:
- 밀봉 접촉면의 표면 거칠기는 매우 중요합니다. 일반적으로,라 ≤ 0.8 μm 양호한 라인 접촉을 보장하고 누출 경로를 최소화하는 것이 필요합니다.
- 홈 코너:
- 홈 바닥과 측벽 사이의 접합부는 응력 집중과 O-링의 긁힘을 방지하기 위해 적절한 반경(작은 모따기)을 가져야 합니다.
3. 압축 제어: 압축률
설치 후 O-링의 높이는 압축됩니다. 이 압축 정도는 "압축률"로 측정됩니다.
- 압축률 = (자유 높이 - 압축 높이) / 자유 높이 × 100%
- 표준 원형 단면 중공 금속 O-링의 경우,20% ~ 30% 압축는 일반적이고 효과적인 범위입니다. 이를 위해서는 홈 깊이를 정확하게 계산하고 적절한 개스킷이나 스페이서를 선택해야 합니다.
IV. 일반적인 응용 분야
- 항공우주: 엔진, 연료 시스템, 고온 파이프라인.
- 석유화학제품:고온, 고압 반응기, 밸브, 파이프 연결부.
- 핵 산업: 원자로 및 관련 장비.
- 진공로, 반도체 장비: 초고진공 유지관리가 필요한 챔버 도어 씰.
- 초임계 유체 장비.
결론
금속 중공 O-링은 극한 환경에서 발생하는 밀봉 문제를 해결하는 최고의 솔루션 중 하나입니다. 성공적인 적용은 다음 사항에 크게 좌우됩니다.올바른 재료 선택(매체와 온도에 맞게), 정밀한 홈 디자인 (압축 제어) 및 깨끗하고 전문적인 설치. 선택 및 사용 시에는 전문 공급업체나 표준 사양(예: AMS 시리즈)을 자세히 참고하여 고장 없는 작동을 보장하는 것이 좋습니다.
게시 시간: 2025년 10월 20일