글랜드 패킹: 정의, 사용 이유 및 작동 방식

글랜드 패킹이란 - 구성 및 핵심 개념

글랜드 패킹은 간단한 기계적 원리에 따라 작동합니다. 즉, 회전 또는 왕복 운동하는 샤프트에 방사상으로 눌려진 유연하고 변형 가능한 재료가 유체 유출을 제한하는 밀봉 인터페이스를 만듭니다. "글랜드"라는 용어는 스터핑 박스, 그 내부의 패킹 링, 패킹을 압축하는 글랜드 팔로워(글랜드 너트 또는 글랜드 플레이트) 등 기계적 조립체를 의미합니다. "패킹"이라는 용어는 밀봉재 자체를 의미합니다.

밀봉 메커니즘은 다음과 같이 작동합니다. 글랜드 팔로워가 조여지면 패킹 링 스택에 축방향 압축력이 가해집니다. 포장재는 샤프트와 스터핑 박스 벽보다 부드럽기 때문에 이러한 축방향 압축으로 인해 패킹이 반경 방향 안쪽(샤프트 반대)과 바깥쪽(보어 반대)으로 팽창하여 모든 표면에 동시에 밀봉 접촉이 생성됩니다. 글랜드 패킹을 다른 밀봉 방법과 구별하는 주요 특징은 제어된 누출 설계 — 올바르게 조정된 글랜드 패킹은 누출 제로를 달성하지 못합니다. 대신, 패킹과 샤프트 인터페이스에서 열을 제거하고 패킹 섬유와 회전 샤프트 표면 사이에 얇은 윤활 필름을 유지하는 작고 의도적인 드립 속도를 허용하도록 조정됩니다.

올바르게 조정된 원심 펌프 글랜드 패킹에 허용되는 적하 속도는 다음과 같습니다. 분당 40~60방울 — 분당 약 3~5mL — 이는 낭비적이거나 환경적으로 문제가 되는 누출을 일으키지 않고 냉각 및 윤활을 제공하기에 충분합니다. 글랜드를 제로 드립으로 조이면 패킹이 뜨거워지고 샤프트 표면이 빠르게 마모되며 작동 시간 내에 패킹 자체가 탄화되고 경화됩니다.

글랜드 패킹이 사용되는 이유 - 응용 분야 및 장점

글랜드 패킹은 보다 정교한 밀봉 기술(기계식 씰, 립 씰, 래버린스 씰)의 개발에도 불구하고 여전히 널리 사용되고 있습니다. 왜냐하면 새로운 기술이 복제할 수 없는 특정 응용 분야에서 특정한 실용적인 이점을 제공하기 때문입니다.

패킹 글랜드의 역할 - 기계적 기능 설명

패킹 글랜드(재료뿐만 아니라 어셈블리)는 장비의 작동 수명 동안 밀봉 시스템을 함께 유지하는 네 가지 동시 기능을 수행합니다.

• 패킹 링을 압축합니다. 글랜드 팔로워(패킹 스택의 상단 링을 지지하는 플랜지 링 또는 나사산 너트)는 조정 가능한 축 압축을 패킹에 적용합니다. 이러한 압축이 방사상 밀봉력의 원천입니다. 시간이 지남에 따라 패킹이 마모되고 압축됨에 따라 글랜드 팔로워는 올바른 밀봉 압력을 유지하기 위해 주기적으로 전진(글랜드 너트 조임)됩니다. 글랜드 팔로워를 조여야 합니다. 조금씩(1/6~1/4회전) 패킹을 재분배하고 드립 속도를 안정화하기 위한 조정 사이에 15~20분의 시간을 허용합니다.
• 제어된 누출 경로를 유지합니다. 스터핑 박스는 수용할 수 있는 패킹 링의 수와 크기를 결정하는 특정 깊이와 구멍 직경으로 설계되었습니다. 글랜드 팔로워 이동 범위와 결합된 스터핑 박스의 기하학적 구조는 설치된 패킹으로 달성할 수 있는 압축비를 제어합니다. 글랜드 팔로워가 보어와 같은 높이가 되거나 보어에 들어갈 때까지 조일 수 있는 스터핑 박스가 과도하게 압축되고 있습니다. 그러면 패킹이 과도한 방사형 하중을 전달하고 샤프트를 가열하며 가속된 속도로 패킹 수명을 소비하게 됩니다.
• 해당하는 경우 랜턴 링(담금질 링)을 수용합니다. 뜨거운 유체, 휘발성 액체 또는 연마성 슬러리를 처리하는 펌프에서는 랜턴 링(슬롯 또는 홈이 있는 스페이서 링)이 패킹 링 사이에 위치하여 외부 유체(세척수 또는 급랭 유체)가 패킹 스택의 중앙으로 주입될 수 있도록 합니다. 이 주입은 패킹을 냉각시키고, 샤프트 인터페이스에 깨끗한 윤활유를 제공하며, 슬러리 응용 분야에서는 연마 공정 유체가 펌프 측에서 패킹 영역으로 이동하는 것을 방지합니다. 랜턴 링은 스터핑 박스 벽의 외부 유체 주입 포트와 정렬되어야 하며, 이를 위해서는 특정 순서로 패킹 링을 설치해야 합니다.
• 샤프트에 제어된 마모 표면을 제공합니다. 샤프트 슬리브(스터핑 박스 영역의 펌프 샤프트 위에 장착된 경화 원통형 슬리브)는 패킹이 작동할 수 있는 교체 가능한 마모 표면을 제공합니다. 패킹이 올바르게 조정되면 샤프트 슬리브 마모가 점진적이고 예측 가능합니다. 올바른 글랜드 패킹 하에서 작동하는 샤프트 슬리브는 일반적으로 지속됩니다. 12,000~25,000 작동 시간 교체가 필요하기 전에. 샤프트 슬리브는 샤프트 자체를 교체하는 것보다 훨씬 저렴하므로 재생 가능한 슬리브 설계가 산업용 펌프 구성에 보편적으로 사용됩니다.

글랜드 패킹 재료 유형 및 선택

글랜드 패킹 설치의 성능은 주로 사용 조건에 맞게 선택된 재료에 따라 결정됩니다. 잘못된 포장재 선택은 산업용 펌프 응용 분야에서 조기 포장 실패, 샤프트 슬리브 마모 및 과도한 누출의 주요 원인입니다.

물, 냉각수 또는 120°C 미만의 가벼운 공정 유체를 처리하는 대부분의 일반 산업용 펌프 응용 분야의 경우 PTFE 함침 편조 아크릴 또는 순수 PTFE 패킹이 비용 효과적인 표준입니다. 온도 측면에서 가장 까다로운 서비스이고 누출로 인해 가장 큰 결과를 초래하는 증기 밸브 응용 분야의 경우 다이 성형 팽창 흑연 링은 Flowserve, Crane 및 Velan을 포함한 밸브 제조업체가 클래스 600 이상의 증기 밸브의 기본 포장 재료로 지정한 업계 벤치마크입니다.

글랜드 패킹을 올바르게 설치하는 방법

잘못된 패킹 설치는 패킹 재료 선택 오류보다 더 많은 패킹 실패 및 샤프트 슬리브 손상의 원인이 됩니다. 다음 설치 순서는 원심 펌프 스터핑 박스에 적용되며 표준 산업 관행을 나타냅니다.

• 기존 포장을 완전히 제거합니다. 패킹 후크나 추출기를 사용하여 오래된 패킹 링을 모두 개별적으로 제거합니다. 스터핑 박스에 부분적인 링을 남겨두지 마십시오. 압축된 잔여 패킹이 굳어지고 단단한 뒷면이 생성되어 새 패킹이 고르지 않게 로드되어 샤프트에 핫스팟이 생성됩니다. 스터핑 박스 구멍과 샤프트 슬리브를 철저히 청소하십시오. 파편이나 굳은 잔여물이 있으면 새로 설치한 제품이 조기 마모될 수 있습니다.
• 새 링을 측정하고 정확한 길이로 자릅니다. 올바른 직경으로 샤프트 주위에 포장재 스트립을 한 번 감싸고 맞대기 조인트를 만들기 위해 자릅니다. 제로 갭 (중복이 아님) 눈으로 또는 회전 수를 세어 코일에서 링을 자르지 마십시오. 길이 오류가 3%를 초과하면 간격(누출 경로) 또는 겹침(샤프트를 절단하는 국부적인 압력 집중)이 발생합니다. 샤프트에 접근할 수 없는 경우 절단을 위해 샤프트 슬리브와 동일한 직경의 맨드릴을 사용하십시오.
• 엇갈린 조인트로 링을 한 번에 하나씩 설치합니다. 각 링을 개별적으로 삽입하고, 다음 링을 삽입하기 전에 분할 부싱이나 탬핑 도구를 사용하여 스터핑 상자 바닥에 단단히 고정시킵니다. 각 링의 맞대기 조인트를 엇갈리게 하여 90도 이전 링에서(4개 링 세트의 경우: 12시, 3시, 6시, 9시 위치에 조인트가 있음) 엇갈린 조인트는 패킹 스택을 통해 직선형 누출 경로가 형성되는 것을 방지합니다.
• 랜턴 링을 올바르게 위치시키십시오: 랜턴 링이 지정된 경우 먼저 그 뒤에(펌프 임펠러 방향) 올바른 수의 패킹 링을 설치한 다음 랜턴 링, 나머지 링을 설치합니다. 글랜드 팔로워를 조이기 전에 랜턴 링이 스터핑 박스 벽의 플러시 포트 중앙에 있는지 확인하십시오. 잘못 정렬된 랜턴 링은 플러시 용수 공급을 차단하고 내부 패킹이 마르고 과열되도록 합니다.
• 글랜드 종동부를 손으로 단단히 조이고 한쪽은 평평하게 만듭니다. 초기 조립 시 글랜드 너트를 손으로 단단히 조인 다음 너트를 한 개 편평하게 전진시킵니다(약 1/6바퀴). 펌프를 시동하고 적하 속도를 관찰하십시오. 허용 작동 시간 15~20분 조정하기 전에 패킹이 고정되고 드립 속도가 안정화되도록 합니다. 목표 드립 속도는 분당 40-60방울입니다. 적하 속도가 과도한 경우 글랜드 너트를 1/6 바퀴 전진시킨 후 15분을 더 기다리십시오. 제로 드립으로 조이지 마십시오. 제로 드립은 패킹이 윤활 없이 완전히 접촉되어 열을 발생시키고 즉시 마모된다는 것을 의미합니다.

글랜드 패킹과 메카니컬 씰 - 올바른 씰링 솔루션 선택

사이의 선택 글랜드 패킹 기계적 밀봉은 품질 비교가 아니라 용도 일치입니다. 각 기술에는 정의된 성능 범위와 이것이 선호되는 솔루션인 일련의 조건이 있습니다. 아래 의사 결정 매트릭스에는 주요 요소가 요약되어 있습니다.

EU 산업 배출 지침 또는 US EPA LDAR(누출 감지 및 수리) 요구 사항과 같은 환경 규정에 따라 대기 누출이 허용되지 않는 독성, 발암성 또는 휘발성 유기 화합물과 관련된 응용 분야에서는 기계식 씰 또는 벨로우즈 씰이 필수이며 글랜드 패킹은 허용되는 대안이 아닙니다. 다른 모든 응용 분야에서는 한 기술이 다른 기술보다 일반적으로 선호되는 것이 아니라 위의 실제 요소에 따라 선택이 달라집니다.