엔지니어링 기술자료

Gland packing VS Mechanical Seal

Chandleridle 2023. 11. 22.
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Gland packing vs Mechanical Seal


오늘의 궁금한 플랜트 이야기 주제는 Gland packing 과 Mechanical seal의 장단점입니다.

두 가지 Seal 모두 플랜트 및 기계엔지니어링 응용분야, 회전기계의 실링에 필수적인 요소이며 가장 선호하는 실링 메카니즘입니다. 
 
일반적으로 Oil & Gas, Chemical process 에서는 Mechanical Seal 많이 사용하지만 그 외의 환경 즉 비 방폭, 비 위험지역, 비 위험물질 (물 같은), 비 폭발성 등의 유체를 다루는 Applications에서는 Gland packing을 사용합니다. 
 
가격이 상대적으로 저렴하고 취급하기 쉬운 장점이 있으므로 보편적으로 사용하는 씰링 방법입니다. 공사별 발주처의 요구에 따라 Mechanical seal을 적용하는 경우도 있습니다. 
 
두가지 방법 중 올바른 선택은 유비 보수 비용을 절감하고 운영 효율성을 증가시킬 수 있으므로 신중한 선택이 필요합니다. 
 
 

■ Gland Packing

◇ Gland packing은 물, 오일, 산 및 알칼리성 용액과 같은 거의 모든 액체의 Sealing에 적용할 수 있으며 취급과 사용이 간단함. 
 
또한, 일반적인 누수를 허용하는 Application (Equipment and process) 에서는 보편적으로 가장 많이 사용함.  
 
분해 및 조립시에 Sleeve 의 마모가 없는 한 펌프를 분해하지 않고 간단히 Packing 교체가 가능하다 누설량은 운전시 원할한 회전과 냉각을 위해 통상 300~1,200CC/hr 의 누설을 허용한다. Shaft 마모는 섭동하여 동작하므로 외경의 마모가 발생할 수 있다. 
 
동력손실은 마찬가지로 섭동 면적이 접촉에 의한 저항이 크므로 동력손실이 발생한다. 초기 투자비용은 적지만 Operating cost 는 주기적으로 교체비용이 발생하므로 시간이 지날수록 올라감.
 
2018.11.13일 업데이트
 
 
Gland packing 내용 추가.
 
  • 가장 선호하는 실링 방법.
 
  • 누출이 있는 경우 그랜드 패킹 조절이 가능.
 
  • 실링 방식이 마찰에 의해 마모가 발생하므로 장시간 사용 시 누수량이 증가.
 
  • 따라서 정기적인 점검 및 교체가 필요함. 
 
  • 일반적인 누수를 허용하는 Application 에만 적용.
 
  • 마찰에 의한 샤프트 동력 상승 요인
 

■ Mechanical Seal

◇ Mechanical Seal 은 물, 오일, 산, 알칼리 용액 및 공기와 같은 다양한 액체 및 기체의 Sealing 에 적용이 되며, 고압과 고속의 환경에서도 장기간 수명이 유지된다. 
 
Chemical process 에서의 누수를 허용하지 않거나 장시간의 운전이 필요한 구간에 이를 적용함. 분해 및 조립은 측단으로 부터 Mechanical seal 을 끼우거나 빼야하기 때문에 Pump 의 일부 혹은 전체를 분해, 조립하여야 한다. 
 
누설량은 모든 조건에 거의 동일한 량의 누설을 허용하며, 3CC/hr의 누설로 억제할 수 있다. Seal 과 Shaft 의 직접적인 섭동면은 Shaft packing 이외에는 없으며, 거의 무시할 정도이다. 동력손실 또한 섭동 면적이 작기 때문에 접촉에 의한 저항이 작아 동력손실 또한 적다. 
 
초기 투자가격은 높지만, 장시간 사용이 가능하므로 Running cost 는 낮은 편이다. 

그림 1. Sealing Points

  그림설명 1. Stationary element and casing (Gasket or O-ring)
              2. Rotating element and shaft (rubber seal)
              3. Rotating and stationary seal ring
그림 2. Double Mechanical Seal

 
2018.11.13일 업데이트
 
Mechanical Seal 내용 추가. 
  • 다양한 용도로 널리 사용
 
  • 유지관리가 거의 필요 없음
 
  • 누유 등의 문제가 거의 없음
 
  • 매월 장기간 운전 중단없이 연속운전이 가능
 
  • 내구성이 튼튼함. 다만 작업환경 및 운전 조건에 따라 실의 수명 좌우
 
  • 윤활을 위한 물 또는 호환 가능한 액체를 사용 (경계층을 사용하여 윤활 방식)
 
  • 윤활 공급이 이루어지지 않는 Dry 상태에서의 운전은 피해야 함. 
 
 
Inside Insight 였습니다.
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