펌프 패킹누수 및 패킹 종류의 불합리 보고서

 

  펌프를 관리하면서 누수는 언제나 문제가 되었던 점이였습니다

 

  패킹은 교체나 보충의 한계가 있기 때문에 이에 대한 보고서를 작성하여

 

  일부 설비를 기계적씰로 교체 설치하기 위한 보고서입니다.

 

  기계적씰은 펌프의 액질 및 슬러지 비중등 여러가지를 고려하여 선정되어야

  

  합니다. 

 

   ■패킹

           1) 패킹이란?  

           2) 사용중인 패킹의 불합리에 대한 의견서

           3) 패킹과 씰의 장단점 비교

                                                                          

 

 

1. 패킹이란 ? 

  펌프축이 케이싱을 관통하는 곳에서는 축과 케이싱 사이에 작은 간격을 가지고 회전운동을

  하는 데 이간격으로부터의 누출을 방지하는곳에 패킹이 사용된다.

  패킹은 펌프를 구성하는 중요한 요소임에도 불구하고 일반적으로 경시되기 쉬우며 이것은

  패킹이 보통 금속재료가 아니고 소모품으로 간주되어, 손상되면 교체하기만 하면 된다는

  생각이 있기 때문이다.

  펌프의 압력이 낮고 청수 이외의 것을 취급하지 않았던 시대는 패킹은 목면으로 충분하였

  으나  오늘날에는 펌프가 취급하는 액의 종류가 대단히 많고, 압력도 높게되어 패킹의

  재질, 구조, 장비외에 여러 가지가 요구되게 되었기 때문에 이에 대한 충분한 지식을

  필요로   하고 깊은 관심을 가지 않으면 안되게 된 것이다.

  패킹은 접합면이나 활동부의 기밀을 유지하고, 액체의 누출을 방지하기 위하여

   사용되는  재료이다.

 

 ■ 패킹이 불완전하면 다음과 같은 결과를 초래 한다.

 

  액체의 누출 혹은 공실기의 유입은 어떻게든 펌프의 효율을 저하시키며, 동력손실을

  초래한다.

 

  액체의 누출은 이것이 화학공장에 있어서 약액과 같이 고가인 것 혹은 부식성이 강한

  것이라면 액체 자체의 손실도 중요하고, 주위의 것을 손상시키게 된다.

 

  중요한 역할을 하는 펌프에 있어 패킹에서의 누출 때문에 패킹을 교체하는 것은

  일반적으로도 운전을  중지 해야 하므로 그 손실은 크다.

 

 패킹의 경우 부적당한 패킹을 사용하면 축과 슬리브의 마모를 가져오며,패킹은 베어링과

 함께 실제운전에 있어 그 취급에 가장 주의를 해야하는 것 중의 하나이고 패킹의 선정과

 운전중의 취급이 펌프의 신뢰성을 현저히 좌우하는 것이다

                                                            

2. 사용중인 패킹의 불합리에 대한 의견서

 1) 사용중인 패킹의 종류

       - 윤활유 함침 그랜드 패킹;

        장 점; 가장 일반적으로 사용하며  가격이 싸고 보관 및 사용이 간편하다

        단 점; 열에 약하여 펌프에 장착시 온도에 변화에 민감하며 윤활유가 함침되어있지만

               고온과 저온이 반복되면 쉽게 경화되어 축과 슬리브의 마모를 가져 오며

               액의 누수를 잡기위하여 패킹을 보강하는게 아니라 축과 슬리브 마모시

               부품을 교체해야하는 어려움이 있다

      - 구리스 함침 패킹

        장 점; 가격이 싸다.

        단 점; 열에는 강하나 구리스를 함침하여 쉽게 구리스가 유출되어 윤활성이 떨어지며

              자체 분해하여 펌프내부 및 액에 섞여 액을 오염시키는 경우도 있다.

                

 2) 윤활유 함침 그랜드 패킹 경화로 인한 슬리브 마모

 

                                       

    3) 윤활유 함침 그랜드 패킹의 조임을 강하게 하여 슬리브 마모

   

 

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▶G.F.O 패킹    

. 온 도 ; 300℃  

.용 도; 각종 화학 약품 및 유가용재

.고순도의 흑연을 분산시켜 만든 P.T.F.E 섬유 (G.F.O®)를   

 격자편으로  편조한 패킹으로서 P.T.F.E 섬유 중에 흑연  미립자를

 포함하고 있기 때문에 P.T.F.E 가 지닌  내약품성 및 저마찰특성과

 고순도의 흑연이 지닌 우수한 열전도성, 내열성이 잘 조화되어 내열,

 내약품성, 자기윤활성이 우수하며 저마찰특성으로 특히 shaft를 손상시키지

 않는 패킹이다

 

▶현재 사용중인 회사

  ; 1) 삼성 화학 ,

    2) 현대자동차,대우자동차,기아자동차(플랜트부문)-절삭유 이송

    3) 기타 (기계적 씰 사용상 문제시 교체 및 기존 패킹 변경으로 사용)

 

 

4. 패킹의 종류 및 특성  

 

 

 1) 윤활유 함침 테프론 패킹

  .온 도 ; 300℃

  .용 도 ; 산, 알카리, 물,기름

   순수 P.T.F.E 섬유를 팔편 또는 격자편으로 편조한 패킹 .

   저마찰성이고 열팽창율이 높지만 열전도율이 낮아

   마찰면의 발열이 커서 열에 의한 부착의 위험성이 있기

   때문에 냉각이 필요하다.  

 

 

  2)구리스 함침 면 패킹

  .온 도 ; 100℃

  .용 도 ;저속회전 펌프나 청동으로 만들어진 슬리브에 용이

        양질의 순면사를 팔편 또는 격자편으로 편조하여

        Grease 윤활제를 함침 처리하고 단면 각형으로 제작한

        패킹이다 고속회전에 사용할 경우 분해의 위험이 있다 

 

  3) 캐브라 패킹

    .온 도; 300℃

    .용 도 ; 물. 해수, 공업 페수 ,산 ,알카리

     순면사를 격자편으로 편조한후 캐브라를 함침하여

     산성분이나 폐수쪽에 강한 패킹이다. 가격이 비싸다. 

 

  4) 윤활유입 테프론함침 탄화섬유패킹

    .온 도 ; 200℃

    .용 도 ; 물 , 약품

    PAN(Poly Acrylonitrile)계 탄화섬유를 팔편 또는 격자편으로

    편조하여 P.T.F.E dispersion과 특수 내열성윤활유를 함침하고

    단면 각형으로 제작한 패킹으로서 내열성, 내약품성, 열전도성이

    우수하며 자기윤활성이 뛰어나 마찰열에 의한 패킹의 손상이나

     펌프 부품 슬리브 축의 마모가 거의 없으며 

    수명이 길고 석면 패킹을 대체할 수 있는 패킹으로서

     주로 Pump 용으로 널리 사용되어진다. 

 

 5) 올 흑연 섬유 패킹

   .온 도; 450℃

   .용 도; 증기, 열수, 기름

    고품질의 Graphite 섬유를 특수윤활제로 처리하고

    팔편 또는 격자편으로 편조하고 특수윤활제를 표면처리하여

    단면 각형으로 제작 고온,고압용 패킹으로서 내열성,

    내약품성이 우수하며 우수한 열전도성으로 열분산이 용이하며

    특히 자기윤활성이 우수하여 회전 Shaft의 마모가 적다. 

 

 

6)윤활유 함침 그랜드 박킹

  .온 도 ; 250℃

  .용 도 ; 산, 알카리, 물,기름

     일반적으로 많이 사용되는 패킹이며 온도 열전도성이

     약하여 쉽게 경화되는 성질이 있다.

     온도 변화가 많은 곳에는 부적절 하다 

 

 

7) G.F.O. 패킹

  .온 도 ; 300℃  

  .용 도; 각종 화학 약품 및 유가용재

     고순도의 흑연을 분산시켜 만든 P.T.F.E 섬유 (G.F.O®)를

     격자편으로 편조한 패킹으로서 P.T.F.E 섬유 중에 흑연

     미립자를 포함하고 있기 때문에 P.T.F.E 가 지닌 내약품성

     및 저마찰특성과 고순도의 흑연이 지닌 우수한 열전도성,

     내열성이 잘 조화되어 내열, 내약품성, 자기윤활성이

     우수하며 저마찰특성으로 특히 shaft를 손상시키지

     않는 패킹이다.  

 

5. 사용중인 패킹과 탄화 섬유 패킹의 비교

   

	윤활유입 그랜드 패킹	윤활유입 테프론함침 탄화섬유패킹
가       격	구입비용이 저렴하다	구입 비용이 비싸다
교 체 시 기	1년후 보강 및 보수 필요      보수시 비용지출이 크다	3∼4년 후 보강 필요 보수는 불필요
열에 경화	열에의한 경화가 심하다       경화시 부품 마모가 심하다	열에 대한 경화가 거의 없다        부품 마모가 거의 없다
부품마모	경화시 부품 마모가 심하며     보수시 추가되는 비용이 크다	경화가 거의 없으며                부품 마모가 거의 없다             보수시 추가되는 비용이 적다
운 전 손 실	마모시 보수 시간이 길다	보수 시간이 짧다
제  작  사	소형 생산 업체 난립                 -규격 및 재료의 일관성이 없다	한국 휠라 중공업 제품             실무자 현장 사용하여 검증 된 제품
패킹 구매시	계획 생산으로 쉽게 구매 가능	주문생산이기에 주문하여 구매         충분한 물량 재고 확보요
사용 방법	누수시 보강 및 조임필요        축,슬리브 마모확인요	누수시 보강 및 조임필요           부품 마모가 거의 없다
가     격	총비용은 높다                   조건(보수+부품단가)에 따라      금액의 차이가크다	총 비용이 낮다                    조건(보수+부품단가)에 따라         금액의 차이가 작다

 

       

 

  6. 결론....

 

    패킹의 적정치 못한 선정으로 많은 금전적 손실과 운전정지로 인한 운전의

    손실의  너무 크기에  이에 대한 개선방향을 제시 합니다.

    현장 작업시 사용하는 패킹은 윤활유입 그랜드 패킹과 G.F.O 패킹으로

    사용하였습니다.

    하지만 보수시 펌프를 분해 하여본 결과 90%이상 경화되어 축과 슬리브의

    마모가 발생하였고

    패킹의 구조적 특성상 피할 수 없는 사항이라 인식 되어왔던 사항이지만

    이에 대한 현장 경험과 타 업체의 사용으로 검증되어 윤활유입 그랜드함침

    탄화섬유 패킹이 좋은바 이에 대한 여러 가지  사항을 적었고 타당성이

    있다 사료 됩니다.

    탄화 섬유 패킹 사용시 부품의 마모가 거의 없고 보강 및 교체주기도 길어져

    부품 금액 및 인건비를 크게 감소 할수 있습니다.

    실 보수시 패킹만 보강 및 보수 시  정지에 따른 손실이 적고 인건비가

    줄어 듭니다.

    부품(축,슬리브)의 마모가 발생하여 교체하면 정지에 따른 손실이 많고

    인건비 지출이 증가 됩니다.

    부품의 마모가 발생되면 패킹의 수명이 짧고 누수가 많아 주위 시설의

    오염 및 부식이 발생됩니다.

    이에 대한 근본적인 원인의 해결은 기존 장비 및 신설 장비에는 기계적 씰을

    설치 하여야 될것으로 사료 됩니다.