흑연 씰 공차 기준 설명

그라파이트 씰의 치수 공차 관리는 메커니컬 씰 제조에서 가장 중요한 정밀도 지표 중 하나입니다. 마이크론 단위의 편차도 씰링 실패나 조립 난이도를 초래할 수 있습니다. Huahao Sealing Co., Ltd.는 생산 시 엄격한 공차 관리를 시행합니다. 본 글에서는 관련 표준 요구사항과 가공 관리 포인트를 체계적으로 설명합니다.

1. 관련 표준 체계

1.1 중국 국가 표준(GB)

GB/T 14295 "메커니컬 씰의 기술 조건", GB/T 5894 "메커니컬 씰용 카본 그라파이트 씰 링" 등 표준은 그라파이트 씰 링의 치수 공차, 형상 공차 및 표면 품질을 규정합니다. 주요 요구사항은 면 평탄도가 0.0009mm(0.9μm) 이하, 기준면에 대한 면 직각도가 0.03mm 이하, 씰링 면 거칠기 Ra가 0.4μm 이하입니다.

1.2 국제 표준

ISO 21049 "석유, 석유화학 및 천연가스 산업용 펌프—원심 및 회전 펌프 축 씰링 시스템", API 682 "석유, 석유화학 및 천연가스 산업용 펌프 축 씰링 시스템" 등 국제 표준은 특히 고온 고압 조건에서의 안정성을 포함하여 석유화학 산업용 메커니컬 씰의 공차 및 성능에 대해 더 엄격한 요구사항을 부과합니다.

1.3 독일 산업 표준(DIN)

DIN 24960 "메커니컬 씰용 씰 챔버 및 씰 링의 주요 치수"는 씰 링의 표준 치수 계열을 정의하여 상호 교환성의 근거를 제공합니다. Huahao의 표준 모델인 G6, G60, 104, 109 등이 이 계열을 따릅니다.

2. 주요 치수 공차

2.1 면 평탄도

면 평탄도는 메커니컬 씰에서 가장 중요한 정밀도 지표로, 씰링 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 기준은 0.0009mm(단색광 간섭 무늬 3개) 이하를 요구합니다. Huahao는 단색광 간섭계를 사용하여 출하 검사를 실시하며, 모든 제품의 면 평탄도를 0.6μm 이내로 관리하여 업계 최고 수준을 유지합니다.

2.2 면 평행도

회전 링과 고정 링 두 면의 평행도는 조립 후 씰의 하중 분포 균일성에 영향을 미칩니다. 기준은 면 평행도가 0.02mm 이하이어야 합니다. 가공 시 미세 연삭 중 공작물의 위치가 안정적으로 유지되어야 하며, 클램핑 변형으로 인한 평행도 저하를 방지해야 합니다.

2.3 내경과 외경의 동심도

씰 링의 내경과 외경 동심도는 샤프트 및 씰 챔버와의 적합성에 직접적인 영향을 미칩니다. 기준은 동심도가 0.025mm 이하이어야 합니다. Huahao는 내경과 외경 연삭을 단일 세팅에서 완료하여 안정적인 동심도를 확보합니다.

2.4 적합 치수 공차

씰 링과 샤프트 간 적합은 일반적으로 H8/h7 또는 H7/k6를 사용합니다. 공차 범위는 샤프트 직경에 따라 다릅니다. 예를 들어 50mm 샤프트에 H8/h7 적합 시: 보어 공차 +0.039/0mm, 샤프트 공차 0/-0.025mm, 최대 간극 0.064mm, 최소 간극 0mm입니다.

3. 표면 품질 요구사항

3.1 면 거칠기

씰링 면의 거칠기는 필름 형성과 씰링 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 기준은 Ra 0.4μm 이하이며, Huahao는 실제로 Ra 0.1-0.2μm로 관리하여 면 마감을 보장합니다. 과도한 거칠기는 초기 마모를 가속화하며, 너무 낮은 Ra(<0.05μm)는 필름 형성에 불리하여 오히려 해롭습니다.

3.2 접촉면 거칠기

샤프트 또는 씰 챔버와 접촉하는 면의 거칠기는 Ra 1.6μm 이하를 요구합니다. 과도한 거칠기는 씰 링 적합에 영향을 미치며, 너무 낮으면 조립이 어려워집니다.

3.3 육안 품질

씰링 면은 균열, 모서리 깨짐, 기공 또는 이물질이 없어야 합니다. Huahao는 10배 확대경과 형광 침투 검사 두 가지 방법으로 이중 검증을 실시합니다.

4. 가공 공정 관리

4.1 미세 연삭

미세 연삭은 평탄도 제어의 핵심 공정입니다. Huahao는 고정밀 표면 연삭기를 사용하며, 휠 선속도 25-30 m/s, 공작물 이송 0.01-0.03mm/스트로크, 충분한 연삭 냉각수를 적용합니다. 연삭 직후 평탄도를 검사하며, 부적합품은 재가공합니다.

4.2 래핑 및 연마

극한 평탄도가 요구되는 제품은 래핑 및 연마가 필요합니다. 당사는 W5-W7 다이아몬드 래핑 컴파운드를 사용하며, 래핑 압력은 0.05-0.1MPa, 평탄도 요구에 따라 래핑 시간을 조절합니다.

4.3 공정 중 검사

Huahao는 주요 공정 단계에 공정 중 검사 지점을 설정합니다: 조대 연삭 후 치수, 미세 연삭 후 평탄도 및 평행도, 래핑 후 전수 검사. 모든 검사 데이터는 SPC 통계적 공정 관리에 입력되어 공정 안정성을 확보합니다.

5. 검사 및 수락

5.1 출하 검사 항목

Huahao의 출하 검사는 외관(10배 확대경), 치수(외경, 내경, 높이, 접합 간극), 기하 공차(평탄도, 평행도, 직각도, 동심도), 표면 품질(거칠기) 및 재료 특성(경도, 밀도, 압축 강도)을 포함합니다.

5.2 샘플링 비율

샘플링은 GB/T 2828.1을 준수하며 일반 검사 수준 II 및 AQL 값은 다음과 같습니다: A급 불합격(중요 치수 및 성능) 0.65, B급(일반 치수) 1.5, C급(외관) 2.5.

5.3 검사 보고서

각 로트는 재료 등급, 함침 유형, 주요 치수 측정값, 기하 공차 측정값, 경도 시험 값 및 평탄도 간섭계 사진을 포함한 검사 보고서와 함께 출하됩니다.

6. 결론

공차 관리는 그라파이트 씰 제조의 핵심 기술로서 씰링 성능과 수명을 직접 결정합니다. Huahao Sealing Co., Ltd.는 모든 제품이 국가 및 산업 표준을 충족하거나 초과하도록 포괄적인 공차 관리 및 검사 시스템을 구축하였습니다. 당사는 가공 정밀도를 지속적으로 향상시켜 고객에게 더 높은 품질의 씰링 제품을 제공할 것입니다.