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
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