카본 그라파이트는 자기 윤활성이 있어 그리스가 필요하지 않지만, 금속 합금 씰은 외부 윤활이 필요합니다. 이 글에서는 마찰 계수, 마모 수명, 내열성 및 내식성, 유지보수 비용을 비교하여 펌프와 압축기의 재료 선택을 안내합니다.
금속 합금(청동, 배빗, 스텔라이트)은 오랫동안 펌프 및 압축기의 베어링·씰 재료로 사용되어 왔지만, 외부 윤활에 의존합니다. 고온에서 윤활막이 파괴되면 응착 마모와 소착이 발생합니다. 카본 그라파이트의 층상 구조는 자기 윤활성을 제공하여 건식 마찰 조건에서도 안정적으로 작동하며, 부식 환경에서도 화학적으로 불활성입니다. 이 비교에서는 8개 매개변수를 기준으로 작동 범위를 정량화합니다.
| 특성 | 카본 그라파이트 씰 | 금속 합금 씰 |
|---|---|---|
| 자기 윤활성(그리스 불필요) | ✓ | ✗ |
| 건식 마찰 계수 | 0.04–0.08 | 0.20–0.40 |
| 최대 온도(무윤활) | 500°C | 150°C |
| 산·알칼리 내식성(pH 0–14) | ✓ | ✗ |
| 축 마모 | 极低（保护轴） | 高（需淬火轴） |
| 상대 수명(건식·반건식 사용) | ×3–6 | ×1.0 |
| 내충격성 / 하중 용량 | ◐ (中) | ✓ (高) |
| 유지보수 요구 사항 | 免维护 | 定期补脂/换油 |
건식, 반건식, 고온 또는 부식성 환경(고온 오븐, 용융염 펌프, 화학 반응기, 식품 기계, 해수 펌프)에서는 카본 그라파이트 씰의 수명이 금속 합금보다 3–6배 길고 유지보수가 필요 없으며, 축 저널을 마모로부터 보호합니다. 금속 합금은 하중 및 내충격성 덕분에 지속적인 윤활이 보장되는 고충격·고하중 용도(유압 실린더 부싱, 저속 중하중 저널 베어링)에서만 대체할 수 없는 재료로 남아 있습니다.
Carbon graphite has a layered hexagonal crystal structure with weak interlayer bonding (van der Waals forces). Under shear, layers slide easily and transfer to form a lubricating film, giving a dry friction coefficient of just 0.04–0.08 without any grease.
In high-impact, heavy-load, low-speed applications with guaranteed continuous lubrication (e.g. hydraulic cylinder bushings, rolling-mill bearings). Metal alloys have higher impact and load capacity; carbon graphite may fracture under heavy impact.
No — it protects the shaft. Carbon graphite is softer than the metal shaft, so wear occurs preferentially on the graphite (sacrificial wear part), leaving the shaft journal virtually unworn. Only the graphite ring needs replacement to restore precision.
Under dry or semi-dry friction, carbon graphite typically lasts 3–6× longer than metal alloys, because metal alloys suffer adhesive wear and seizure when starved of lubricant, while carbon graphite maintains stable self-lubrication.
