일반 산업 기계용 니트릴(NBR) 및 불소탄소(FKM) 재질 오링(O-Ring) 선택 가이드

니트릴 고무(NBR)는 상업적으로 바나-N(Buna-N)으로 알려져 있으며, 플루오로카본 엘라스토머(FKM)는 산업용 실링 분야의 핵심 재료입니다. 이 재료들의 선택은 제조, 자동차, 중장비 등 다양한 산업 분야에서 기계의 신뢰성과 효율성을 확보하는 데 매우 중요합니다. NBR은 아크릴로니트릴과 부타디엔의 공중합체로, 그 오일 저항성은 아크릴로니트릴 함량에 비례합니다. —일반적으로 아크릴로니트릴 함량은 18%에서 50% 사이입니다. 이 구조 덕분에 NBR은 석유 기반 오일, 그리스, 연료 및 유압 유체(ASTM D1418 지정)에 대해 뛰어난 저항성을 갖습니다. 작동 온도 범위는 일반적으로 -40 °°C에서 +120 °°C까지이지만, 특수 배합된 등급은 이 범위를 확장할 수 있습니다. 또한 NBR은 우수한 인장 강도, 압축 영구변형 저항성 및 마모 저항성을 제공하므로, 펌프, 실린더, 밸브 스템 및 유압 시스템용으로 경제적이고 다목적의 실링재로 널리 사용됩니다.

FKM은 반면, 불소화된 탄화수소 폴리머입니다. 우수한 탄소-불소 결합으로 인해 고온(지속 사용 시 최대 200 °°C, 단기 사용 시 최대 230 °°C)에 대한 뛰어난 내열성, 광범위한 화학물질(산, 연료, 공격적인 윤활제 포함)에 대한 내화학성, 그리고 탁월한 오존 및 자외선(UV) 저항성을 제공합니다. 일반적인 FKM 종류로는 A, B, F, GLT 등급이 있으며, 각각 특정 유체와의 호환성 및 저온 유연성에 맞춰 설계되었습니다.

NBR과 FKM 간의 선택 과정은 구조화된 의사결정 트리(decision tree)를 따릅니다:

1. 매체 호환성: 화학 저항성 차트를 참조하십시오. NBR은 특정 에스터 및 케톤에서 팽윤되며, FKM은 일반적으로 탄화수소 및 많은 유기 용매에 대해 관성적이나 고온의 물, 증기, 그리고 특정 아민에는 공격받을 수 있습니다.

2. 온도 프로파일: 지속 작동 온도뿐 아니라 열 사이클링도 고려해야 합니다. 지속적인 고온 작동 응용 분야에서는 FKM 사용이 필수적입니다.

3. 압력 및 동적 작동 성능: 두 재료 모두 정적 및 동적 역할에서 우수한 성능을 발휘하지만, FKM은 고온에서 압축 영구변형 저항성이 더 뛰어납니다.

4. 표준화: AS568과 같은 표준이 O링의 치수를 규정하며, SAE J515(일부 FKM 화합물의 경우 AS326, NBR의 경우 AS018)와 같은 재료 표준이 화합물의 특성을 규정합니다. AS568 대시 번호별로 분류된 O링 키트는 NBR 및 FKM 씰을 모두 포함하며, 이는 필수적인 유지보수 자산입니다.

실제 사례에서, 미국 내 제조 공장의 유압 시스템은 광유 회로에 NBR 씰을 사용하되, 고온 열전달 유체 루프에는 FKM 씰로 전환할 수 있습니다. 인도 및 인도네시아와 같이 주변 온도와 습도가 높은 지역에서는 장비 유지보수 기록을 통해 핵심 펌프 씰을 NBR에서 FKM으로 업그레이드함으로써 서비스 간격을 300% 연장할 수 있음이 확인되었으며, 이는 FKM의 단가가 높음에도 불구하고 총 소유 비용(TCO)을 상당히 절감합니다. 적절한 글랜드 설계 —적절한 압축률(일반적으로 15–25%) 확보, 충분한 볼륨 충진, 매끄러운 마감 처리 —압출, 냠블링(nibbling) 또는 나선형 파손을 방지하기 위해 재료 선택만큼 중요하다.