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다이내믹 시일과 스테틱 시일의 구분은 시일 자체가 움직이는지 여부가 아니라, 시일에 대해 밀봉면이 상대적으로 움직이는지 여부에 달려 있습니다. 스테틱 시일은 두 개의 고정된 면 사이에 위치합니다: 매니폴드 개스킷, 하우징 O-링, 포트 면 시일 등입니다. 이 시일이 받는 유일한 하중은 조립 시 압축력과 시스템 압력입니다. 반면 다이내믹 시일은 피스톤 로드, 샤프트, 스풀과 같은 움직이는 표면에 대해 작동합니다. 따라서 주기적인 하중, 마찰로 인한 열 발생, 그리고 상대 운동으로 인한 표면 마모를 견뎌야 합니다. 이러한 두 환경은 완전히 다른 재료 및 형상 설계 우선순위를 요구합니다.
설계 규칙은 압축률 수준에서 달라집니다. 정적 O-링은 그 그루브 내에서 15–25%의 압축률을 목표로 하며, 이는 압력 하에서 누출을 방지하기에 충분히 높으면서도 응력 완화(stress relaxation)를 유발하지 않을 정도로 낮습니다. 동적 O-링은 10–15%의 압축률을 목표로 하는데, 이는 과도한 압축이 마찰열을 발생시켜 반복 하중(cyclic loading) 조건에서 고무 재료의 열화를 가속화하기 때문입니다. 정적 설계 치수의 O-링을 동적 그루브에 사용하면 5–10%의 과도한 압축이 발생하여 리프(lip)와 보어(bore) 사이의 접촉력을 20–30% 증가시킵니다. 이러한 과도한 힘은 실(seal) 접촉 영역의 마찰 온도를 6–10°C 상승시켜, 실 리프 온도를 78°C에서 88°C로 높이며, 결과적으로 서비스 수명을 420시간에서 320시간으로 단축시킵니다.
정적 vs 동적 실 선택 기준
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씰 위치 |
유형 |
주요 설계 우선순위 |
일반적인 오류 |
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타격 실린더 피스톤 실링 |
동적 — 고주파 반복 작동 |
피로 저항성 및 압출 저항성; 쇼어 경도 90–95 PU |
정적 치수의 O-링 선택 — 과도한 압축, 열 파손 |
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하우징 커버 O링(매니폴드 면) |
정적 — 상대 운동 없음 |
장기 사용 시 압축 영구변형 저항; NBR 쇼어 경도 70 |
동적 치수의 실링재 사용 — 조립 시 압축 부족으로 누출 발생 |
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회전 모터 샤프트 실링 |
동적 — 지속적인 회전 |
유압 동력학적 유막 유지; 스프링 장착 립; NBR 또는 FKM |
선형 실린더 실링재와 혼동 — 스프링 형상 오류 |
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축적기 가스측 다이어프램 |
정적 압력 용기 — 슬라이딩 접촉 없음 |
가스 불투과성; 질소 보유를 위한 HNBR |
일반적인 NBR 사용 — 높은 N₂ 투과성, 프리차지 드리프트 |
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복귀 라인 매니폴드 포트 O-링 |
정적 — 상대 운동 없음 |
장기간 정적 하중 하에서의 압축 영구변형; NBR 쇼어 경도 70–75 |
쇼어 경도 90 동적 실링재 사용 — 과도한 경직성, 포트 표면에 대한 밀착 부족 |
압축률 오차는 암석 드릴 실링 키트의 오용으로 인한 고장에서 가장 흔한 원인입니다. 이 오차는 설치 시에는 눈에 보이지 않으며, 즉각적인 누출(압축 부족) 또는 300시간 후 피로 파손(과도한 압축) 형태로 나타납니다. HOVOO는 아틀라스 콥코(Atlas Copco) 및 산드비크(Sandvik) 플랫폼용 키트 조립 가이드에서 각 실링 위치별 압축률 사양을 명시하고 있습니다. 관련 자료는 hovooseal.com에서 확인할 수 있습니다.
