벨트, 나사 및 스크레이퍼 컨베이어용 내마모성 NBR 및 CR 실링재

컨베이어 시스템은 광업, 골재, 농업 및 대량 물자 취급 산업의 동맥과 같은 핵심 네트워크를 형성합니다. 이 시스템은 매년 수백만 톤의 물자를 이동시키며, 그 신뢰성은 공장 처리 능력의 기반이 됩니다. 이러한 신뢰성의 핵심 요소이면서도 종종 간과되는 부품은 아이들러 롤러, 구동 샤프트 및 전달 지점에 적용되는 겸손한 실링(seal)입니다. 이 실링은 두 가지 임무를 수행합니다: 베어링 내부의 윤활 그리스를 유지하고, 베어링 챔버로 유입되는 마모성 오염물질(먼지, 모래, 습기 등)을 차단하는 것입니다. 실링이 고장나면 베어링의 급속한 마모, 롤러의 고정, 벨트의 파열, 그리고 비용이 많이 드는 예기치 않은 정비 중단이 발생합니다.

작동 환경에 따라 실링 재료가 결정됩니다. 주요 적은 ‘3체 마모(three-body abrasion)’로, 이는 경질 입자가 실링 립과 샤프트 사이에 갇혀서 연마 바퀴처럼 작용하는 현상입니다. 이 문제 해결을 위해 가장 일반적으로 사용되는 엘라스토머는 니트릴(NBR)과 클로로프렌(CR 또는 네오프렌)으로, 각각 고유한 장점을 지닙니다.

아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR): 일반적인 밀봉 용도에 대한 업계 표준 재료입니다. 주요 장점으로는 석유 기반 그리스 및 오일에 대한 뛰어난 내성, 우수한 기계적 특성(인장 강도, 찢김 저항), 그리고 경제성 등이 있습니다. 표준 리튬 또는 칼슘 복합 그리스를 사용하는 대부분의 컨베이어 응용 분야에서는 NBR이 충분히 적합합니다. 내마모성은 양호하지만, 실외 설치 환경에서 오존 및 풍화에 지속적으로 노출될 경우 그 성능이 저하될 수 있습니다.

클로로프렌(CR): 이 소재는 매력적인 대안을 제공합니다. CR은 NBR과 유사한 기계적 특성을 가지지만, 오존, 풍화 및 중간 수준의 화염에 대한 내성에서는 NBR보다 훨씬 뛰어납니다. 또한 CR은 햇빛과 대기 요소에 노출되었을 때 노화 및 굴곡 균열에 대한 저항성이 더 뛰어납니다. 더불어, CR은 광범위한 화학 물질에 대해 더 나은 내성을 보이며, 가공된 원료(예: 인산암석, 특정 광석 등)에 간혹 포함되는 약산 및 알칼리에 대한 저항성도 우수합니다. 다만 CR의 단점은 석유 기반 오일 및 연료에 대한 내성이 NBR보다 낮다는 점입니다. 그러나 많은 합성 윤활제 및 난연성 유압 유체(HFC, HFD)와는 잘 호환됩니다.

컨베이어 종류별 선택:

1. 벨트 컨베이어 아이들러 롤러: 이 부위는 가장 많은 수의 밀봉 지점입니다. 실링은 끊임없이 먼지 구름에 노출됩니다. 일반적인 방식은 래비린스(labyrinth) 형식의 접촉식 실링 또는 NBR 또는 CR 소재로 제작된 다중 립 실링을 사용하는 것입니다. 극도로 습하거나 부식성이 강한 환경(예: 필리핀의 해안 염분 분무, 인도 일부 광산의 산성 먼지)에서는 환경 저항성 측면에서 CR이 선호됩니다. 최근에는 최장 수명을 위해 폴리머 기반 비접촉식 래비린스 실링을 채택한 아이들러가 많으며, 내부에는 NBR 재질의 접촉식 실링을 최종 장벽으로 추가하고 있습니다.

2. 스크류 컨베이어 샤프트 실링: 이 실링은 트로프 내에서 운반되는 물질을 밀폐합니다. 마모가 심하며, 습기 발생 가능성도 있습니다. 전반적인 환경 저항성 측면에서 CR이 종종 더 적합한 선택입니다. 식품 등급 응용 분야의 경우, 특정 FDA 승인 NBR 화합물이 사용됩니다.

3. 스크레이퍼/체인 컨베이어 조인트 및 드라이브 스프로킷: 충격, 편심, 중량 하중에 노출됨. 절단 및 찢어짐에 저항하기 위해 일반적으로 경도가 높은(쇼어 A 90) 고강도 복합 NBR 또는 직물 보강 리프가 적용된 제품을 지정함.

성공적인 유지보수 전략은 재료 선택을 넘어서야 한다. 미국(석탄), 인도(철광석), 필리핀(니켈)의 현장에서는 최선의 실천 사례를 도입하였다.

· 중앙 집중식 윤활 시스템(푸르지 기능 포함): 자동 그리스 공급 시스템은 윤활뿐 아니라 양압 장벽을 형성하여 오염 물질이 혼입된 기존 그리스를 실 리프 외부로 밀어내는 역할도 수행함.

· 실 및 베어링 키트: 각 아이들러 유형별로 실/베어링 조합을 표준화함으로써 계획 정비 정지 시간 동안 교체 작업을 간소화함.

· 상태 모니터링: 진동 분석 또는 열화상 촬영을 통해 실 고장으로 인해 베어링이 손상된 아이들러를 조기에 식별함으로써, 이로 인한 벨트 2차 손상 사고를 사전에 방지함.

미국 주요 골재 생산업체의 자료에 따르면, 주요 육상 컨베이어용 기본 싱글립 NBR 실링을 그린스 퍼지 그루브가 적용된 듀얼립 CR 실링으로 교체한 결과, 아이들러 롤러의 평균 고장 간 시간(MTBF)이 8개월에서 24개월 이상으로 증가하여, 인건비 및 벨트 수리 비용 절감을 통한 명확한 투자 수익률(ROI)을 달성하였다.