Gasket의 정의부터 설치까지, 산업 설비에 필수적인 밀봉 기술
Gasket의 정의부터 설치까지, 산업 설비에 필수적인 밀봉 기술
1. Gasket의 정의
- Gasket은 두 개 이상의 접합면 사이에 삽입되어 유체나 가스가 누출되지 않도록 밀봉하는 부속품입니다
- 일반적으로 기계 장비, 배관, 압력용기 등의 조인트 부위에 사용되며, 작동 중 압력, 온도, 진동 등으로부터의
영향을 최소화하여 밀폐 기능을 유지합니다
- Gasket은 압축성을 가지는 재료로 제작되어 접합면의 요철을 메우고 균일한 접촉을 확보합니다
2. Gasket의 필요성
- 산업 설비에서는 유체나 가스를 취급하는 경우가 많아, 그 누출은 안전사고나 설비 손상으로 이어질 수 있습니다
- 금속 접합면은 미세한 흠집이나 요철이 존재하기 때문에 완전한 밀폐가 어렵고, Gasket을 삽입함으로써
이러한 틈새를 효과적으로 막을 수 있습니다
- 고온, 고압 환경에서도 안정적인 밀폐가 요구되며, Gasket은 이 조건들을 만족하도록 다양한 재질과 구조로
개발되어 왔습니다
- Gasket은 장비 유지관리에서도 중요한 역할을 하며, 교체 주기 및 상태 점검은 설비 신뢰도 확보에 필수적입니다
3. 구조에 따른 분류
1) Flat Gasket
- 단순한 판 형태로 되어 있으며 플랜지면에 직접 맞닿아 밀폐하는 방식입니다
- 구조가 간단하고 경제적이며 비금속 재질이 주로 사용됩니다
2) Spiral Wound Gasket
- 금속 밴드와 비금속 필러를 나선형으로 감아 만든 구조로, 복합적인 특성을 가집니다
- 내압성과 복원력이 우수하여 고온, 고압, 진동 환경에 적합합니다
3) Ring Type Joint (RTJ) Gasket
- 금속 단일 재질로, 고압 파이프 플랜지에 사용되며 플랜지 홈에 삽입되어 금속 간 접촉으로 밀봉합니다
- 주로 석유 및 가스 산업에서 사용됩니다
4) Kammprofile Gasket
- 중심 금속에 정밀한 톱니 형상 홈을 가공하고 양면에 비금속 시트를 입힌 구조입니다
- 재사용이 가능하며, 낮은 체결력에서도 우수한 밀봉성을 유지합니다
4. 설치 시 유의사항
- 설치 전 플랜지면의 이물질 제거 및 표면 상태 점검이 선행되어야 합니다
- Gasket은 중앙 정렬을 정확히 해야 하며, 편심이 발생하지 않도록 주의합니다
- 체결 볼트는 균일한 토크로 교차 방식(Cross pattern)으로 체결해야 하며,
과도한 체결력은 Gasket 손상의 원인이 됩니다
- 윤활제 사용 시에는 Gasket 재질과의 상호작용을 반드시 고려해야 합니다
5. 유지관리 및 교체 기준
- 주기적인 육안 점검과 누설 여부 확인이 필요합니다
- 반복적인 열 사이클, 진동, 압력 변화에 의해 Gasket의 복원력 저하가 발생할 수 있습니다
- 주요 정비 주기 시 Gasket의 경화, 찢김, 압축변형 등을 확인하고, 이상 발견 시 교체합니다
- 교체 시 동일한 사양 및 재질로 대체해야 하며, 설계 변경이 필요한 경우는 관련 부서의 기술 검토가 선행되어야 합니다
6. Gasket에 요구되는 주요 특성
1) 밀봉을 위한 기계적 특성
- Gasket이 접합면에 효과적으로 밀착되기 위해서는 적절한 유연성이 필수적입니다
- 접합면의 미세한 요철이나 평탄하지 않은 면에도 잘 적응할 수 있어야 하며, 이를 통해 접촉 면적을 극대화하여
누설 가능성을 최소화합니다
- 동시에 압축 시 과도하게 변형되거나 손상되지 않도록 일정 수준 이상의 구조적 탄성이 요구됩니다
2) 내부 압력 견디는 능력
- 고압 환경에서 장시간 운전하더라도 Gasket의 파손이나 탈락이 없어야 하며, 일정한 압축력 하에서 지속적인
밀봉 상태를 유지할 수 있어야 합니다
- 특히 금속 계통 설비에서는 압력 충격(Surge Pressure) 발생 시에도 견고한 밀폐가 가능해야 하므로 기계적 강도가
충분해야 합니다
3) 미세 누설 방지 성능
- 유체가 분자 단위로도 빠져나가지 않도록 소재 자체가 매우 치밀한 구조를 가져야 하며,
이는 Gasket의 불투과성과 직결됩니다
- 다공성이 낮고 일정한 압축 상태를 유지할 수 있는 소재는 고압 가스나 증기 시스템에서 특히 중요한 특성으로
간주됩니다
4) 화학적 영향에 대한 저항성
- 각종 유체와의 접촉 시 화학반응을 일으키지 않아야 하며, 장기간 사용 후에도 부식, 팽윤, 경화 현상이 나타나지
않아야 합니다
- 산, 염기, 유기용매 등 다양한 화학물질에 노출될 수 있기 때문에 소재의 내화학성이 선택의 주요 기준 중 하나가 됩니다
5) 형태 안정성과 내구성
- 반복적인 체결 및 탈착 과정에서도 형태가 유지되어야 하며, 오랜 시간 동안 압축력 손실이나 이완(Creep) 현상이
나타나지 않아야 합니다
- 또한 열사이클이나 진동 하중에 의한 피로에도 강인해야 하며, 구조적 안정성은 Gasket 수명과 직결됩니다
6) 고온 환경에서의 성능 유지
- 고온 조건에서도 물리적 특성과 밀봉 성능이 유지되어야 하며, 열에 의해 연화되거나 분해되지 않아야 합니다
- 온도 변화에 따라 발생하는 열팽창 차이를 흡수할 수 있는 특성이 중요하며, 금속 Gasket이나 고온용 비금속 소재가
주로 사용됩니다
7) 다양한 운전 조건에서의 호환성
-압력, 온도, 유체 조성 등 다양한 운전 조건에서도 안정적으로 사용할 수 있어야 하며, Gasket은 범용성과 특수성을
동시에 고려해야 합니다
- 예를 들어, 고온고압은 물론 저온극한 조건, 부식성 환경, 위생환경 등에도 적용 가능한 소재 개발이 중요한 과제로
인식됩니다
8) 마찰 저항에 대한 제어 능력
- 일부 Gasket은 체결 시 발생하는 마찰력을 최소화하여 균일한 체결력 분포를 돕는 기능도 요구됩니다
- 이는 플랜지면 손상을 줄이고 반복 체결의 용이성을 높이는 데 기여하며, 특히 PTFE 기반 Gasket은 낮은
마찰 계수를 가지는 소재로 주목받습니다