PTFE는 심한 크리프로 씰 면 압력이 저하되어 누출이 발생하지만, 카본 그라파이트는 치수 안정성이 뛰어납니다. 이 글에서는 크리프율, 열전도율, 온도 한계, 경도 및 PV 한계를 비교하여 화학 펌프와 압축기에 적합한 씰을 선택할 수 있도록 안내합니다.
PTFE는 마찰 계수가 매우 낮고 거의 모든 환경에서 내식성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 그러나 고분자 소재인 PTFE의 세 가지 주요 약점인 냉간 유동 크리프, 낮은 열전도율, 낮은 경도는 고온·고압 씰에서 두드러집니다. 80–120°C에서 눈에 띄는 크리프가 발생하고 씰 면 압력이 감소해 누출이 일어납니다. 카본 그라파이트는 치수 안정성, 높은 열전도율 및 높은 경도를 갖춰 같은 조건에서 씰 수명을 늘려줍니다. 이 비교에서는 주요 차이점 8가지를 정량적으로 살펴봅니다.
| 특성 | 카본 그라파이트 씰 | PTFE 씰 |
|---|---|---|
| 크리프율 (100°C/10MPa) | ≈0（无机物） | 1–3%/1000h |
| 열전도율 | 45–70 W/(m·K) | 0.25 W/(m·K) |
| 최대 사용 온도 | 500°C | 260°C |
| 경도 (쇼어) | 78–82 HS | D50–D65 |
| PV 한계 (건식 마찰) | ×3–5 | ×1.0 |
| 치수 안정성 | ✓ | ✗ (冷流) |
| 강산·강알칼리 내성 | ✓ | ✓（更优） |
| 건식 마찰 계수 | 0.04–0.08 | 0.02–0.04 |
씰 사용 온도가 80°C를 초과하거나 압력이 1 MPa를 초과하면 PTFE의 냉간 유동 크리프로 씰 면 압력이 감소하고 누출이 발생하므로 카본 그라파이트를 우선적으로 고려해야 합니다. 카본 그라파이트의 열전도율은 PTFE의 180–280배로 방열 성능이 훨씬 뛰어나며, PV 한계도 3–5배 높아 고속·고압 건식 마찰 씰에 적합합니다. PTFE는 내식성이 더 뛰어나고 마찰 계수가 더 낮으므로, 온도 80°C 미만, 압력 0.5 MPa 미만의 저부하 조건에서 강한 산화성 매질(왕수, 고농도 과산화수소)을 취급할 때만 유리합니다.
PTFE is a semi-crystalline polymer; under sustained load its molecular chains slip and cold-flow, so seal-face pressure decays over time. At 100°C/10MPa the creep rate reaches 1–3% per 1000 hours, and once the face deforms the medium leaks along low-pressure zones.
Carbon graphite conducts 45–70 W/(m·K) vs only about 0.25 W/(m·K) for PTFE — a 180–280× difference. Frictional heat is dissipated quickly, preventing localized overheating and deformation of the seal face.
In strongly oxidizing media (aqua regia, concentrated hydrogen peroxide, concentrated nitric acid) at temperatures below 80°C and pressures below 0.5 MPa under low load. PTFE offers broader corrosion resistance and a lower friction coefficient (0.02–0.04).
Yes. Carbon graphite often serves as the rotating face while PTFE is used as a static seal ring or bellows, combining graphite wear/heat performance with PTFE corrosion-resistant compliance. However, as a friction pair, carbon graphite is typically mated with silicon carbide or tungsten carbide, not PTFE.
