개스킷 누출 문제를 해결하는 방법은 무엇입니까?

산업용 배관 시스템의 개스킷 누출은 단순한 유지 관리 문제가 아닙니다. 이는 잠재적인 안전 위험, 생산 병목 현상 및 시스템 설계 또는 작동에 주의가 필요한 사항이 있다는 신호입니다. 개스킷 누출 문제를 해결하는 가장 빠른 방법은 온도 호환성, 매체 호환성, 압력 등급 및 기계적 적용이라는 네 가지 핵심 변수를 체계적으로 평가하는 것입니다. 이러한 요소 중 어떤 요소가 실패했거나 간과되고 있는지 식별하면 근본 원인과 올바른 수정 방법으로 직접 연결됩니다.

이 가이드는 Matt Tones와 Dave Burgess가 설명하는 현장 테스트 방법론을 활용합니다. 흐름 제어 (2016년 9월), 산업용 개스킷 엔지니어링의 현재 모범 사례와 결합되었습니다. 당신이 다루고 있는지 여부 나선형 상처 개스킷 , 링 조인트 개스킷 , 플랜지 개스킷 또는 비금속 씰링 솔루션을 사용하는 경우 이 단계별 프레임워크는 문제를 정확하게 진단하고 올바른 시정 조치를 선택하는 데 도움이 됩니다.

가스켓 누출 진단의 4가지 핵심

개스킷을 물리적으로 제거하기 전에 모든 문제 해결 노력은 개스킷 선택에 적용되는 동일한 기준을 다시 검토하는 것부터 시작해야 합니다. 온도, 매체, 압력 및 용도 . 이러한 점검을 건너뛰면 문제를 잘못 진단하고 개스킷을 동일한 조건에서 다시 실패하는 개스킷으로 교체할 위험이 있습니다.

1. 온도 호환성

시동 최고점 및 냉각 최저점을 포함한 시스템의 실제 작동 온도를 개스킷에 게시된 온도 등급과 비교하십시오. 개스킷의 등급을 지정하는 것이 바람직합니다. 예상 운영 최대치보다 훨씬 높음 , 단지 한계에 도달한 것이 아닙니다. 순환 온도는 정상 상태 작동보다 볼트 체결부에서 훨씬 더 어렵습니다. 열팽창 및 수축으로 인해 볼트 하중이 완화되어 개스킷 장착 표면의 압축력이 점차 감소하여 누출 경로가 열립니다.

고온 서비스의 경우, 나선형 상처 개스킷 - 금속 스트립과 충전재의 교대 층으로 구성 - 넓은 열 범위에서 탄력성을 유지하기 때문에 널리 지정됩니다. 자체 전원 공급 권선 설계는 열 순환으로 인한 사소한 볼트 부하 손실을 보상합니다.

2. 미디어 호환성

개스킷 재료는 세척제, 첨가제 및 미량 오염 물질을 포함하여 조인트를 통과하는 모든 유체 또는 가스와 화학적으로 호환되어야 합니다. 예를 들어, 부식성 청소는 대부분의 섬유 기반 개스킷을 공격하여 종종 기계적 고장으로 오인되는 급속한 성능 저하를 유발합니다. 용매 기반 매체는 엘라스토머를 팽창시킬 수 있는 반면, 산화성 산은 환원성 산과 다르게 금속을 분해합니다.

비석면 개스킷 및 PTFE 기반 씰링 솔루션 광범위한 내화학성으로 인해 공격적인 화학적 환경에 일반적으로 선택됩니다. 누출을 검토할 때 교체 개스킷 재료를 지정하기 전에 항상 주기적인 청소 주기를 포함하여 공정 유체의 전체 화학적 구성을 파악하십시오.

3. 압력 등급 및 서지 이벤트

개스킷의 압력 등급 - 링 조인트 개스킷 , 나선형 상처 개스킷 또는 주름진 금속 개스킷 - 일시적인 서지, 스파이크 및 유압 해머 이벤트를 포함하여 시스템의 최대 작동 압력을 초과해야 합니다. 주변 온도에서 응고되는 제품을 운반하는 히트 트레이스 파이프라인은 특별한 위험을 안고 있습니다. 히트 트레이스가 공정 유체를 액화하기 시작하면 갇힌 포켓으로 인해 국부적인 압력이 일반 작동 값보다 몇 배나 증가할 수 있습니다.

RTJ 개스킷 (링형 조인트 개스킷)은 고압, 고온 서비스용으로 특별히 설계되었으며 표준 시트 개스킷으로는 부적합한 유정 장비 및 중요 공정 플랜지에서 흔히 볼 수 있습니다. 시스템에서 압력 변동이 자주 발생하는 경우 단순히 볼트를 다시 조이는 것보다 RTJ 또는 금속 재킷 개스킷으로 업그레이드하는 것이 장기적으로 올바른 해결책일 수 있습니다.

4. 응용 및 기계적 요인

적용은 플랜지 면 유형(돌출 면 대 평면 면), 표면 마감, 볼트 패턴, 개스킷 접촉 영역 및 달성 가능한 압축 하중 등 조인트 어셈블리의 기계적 세부 사항을 나타냅니다. 나선형으로 감긴 개스킷이 있는 돌출형 플랜지는 볼트 하중을 더 작은 시트 영역에 집중시켜 동일한 볼트의 전면 플랫 개스킷보다 단위 면적당 더 높은 시트 응력을 생성합니다. 이러한 구별은 주어진 개스킷 재료가 밀봉을 형성하고 유지할 수 있는지 여부에 큰 영향을 미칩니다.

위 차트는 플랜지 씰링의 근본적인 현실을 강조합니다. 즉, 개스킷 재료 선택은 조인트에서 사용 가능한 볼트 하중과 분리될 수 없습니다. 시스템이 개스킷 표면에 800psi의 압축 응력만 생성할 수 있는 경우 제대로 장착하려면 3,000psi가 필요한 표준 PTFE 시트 개스킷을 지정하면 볼트를 얼마나 조심스럽게 조이는지에 관계없이 누출이 발생합니다. 이는 산업 플랜트에서 가스켓 고장을 일으키는 가장 흔하고 가장 예방 가능한 원인 중 하나입니다.

압축 하중 이해: 대부분의 개스킷 누출의 숨겨진 동인

사용 가능한 압축 하중은 아마도 개스킷 문제 해결에서 가장 과소평가되는 단일 요소일 것입니다. Tones and Burgess(흐름 제어, 2016년 9월)에 따르면 패스너에 의해 생성된 총 압축 하중을 개스킷의 표면 접촉 면적으로 나누면 다음과 같은 결과가 나옵니다. 개스킷 장착 표면의 예상 압축 응력 . 이 숫자에 따라 어떤 개스킷 유형이 적합한지, 어떤 유형이 실패할지 결정됩니다.

스트레스 범위는 다음과 같이 요약될 수 있습니다.

• 600psi 미만: 표준 개스킷은 안정적인 밀봉을 형성하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 특수 저부하 개스킷이나 설계 수정이 필요할 수 있습니다.
• 600~1,200psi: 엘라스토머 또는 고무 개스킷은 일반적으로 저압, 저온 서비스의 경우 이 범위에서 효과적입니다.
• 1,200~3,000psi: 전환 영역 - PTFE 및 섬유 결합 재료가 아직 완전히 장착되지 않은 동안 고무 개스킷이 부서질 수 있습니다. 이는 일반적인 실패 대역입니다.
• 3,000psi 이상: 표준 PTFE, 고무로 묶인 섬유 시트 및 나선형 상처 개스킷 재료가 안정적으로 자리잡고 있습니다. 이는 대부분의 산업 분야에서 선호되는 작동 범위입니다. 플랜지 개스킷 .
• 6,000psi 이상: 금속 개스킷 및 링 조인트 개스킷 중요한 응용 분야에서 높은 무결성 씰링을 위해 필요합니다.

위의 세로 막대형 차트는 수많은 개스킷 교체가 근본적인 문제를 해결하지 못하는 이유를 보여줍니다. 교체 개스킷은 유체 및 온도에 대해 지정되지만 사용 가능한 볼트 부하에 대해서는 지정되지 않습니다. 볼트에 적용되는 토크뿐만 아니라 개스킷에 전달되는 실제 응력을 이해하는 것은 유능한 문제 해결과 추측을 분리하는 핵심 진단 단계입니다. 교체용 개스킷 유형을 지정하기 전에 항상 유효 장착 응력을 계산하십시오.

플랜지 유형이 사용 가능한 압축 하중에 큰 영향을 미친다는 점을 인식하는 것도 중요합니다. 단조 강철 플랜지는 섬유 강화 플라스틱(FRP), PVC, CPVC 또는 주철 플랜지보다 훨씬 더 높은 볼트 하중을 견딜 수 있습니다. 이러한 부드러운 플랜지 소재는 산업 플랜트, 특히 화학 처리 및 수처리 부문에서 만성적인 저부하 가스켓 고장의 가장 일반적인 원인 중 하나입니다.

단계별: 누출되는 개스킷을 물리적으로 검사하는 방법

작동 요소를 검토한 후 다음 단계는 고장난 개스킷을 물리적으로 제거하고 검사하는 것입니다. 개스킷 자체가 무엇이 잘못되었는지 전체 내용을 알려주는 경우가 많으므로 이 프로세스는 체계적이고 문서화되어야 합니다.

1. 시스템을 안전하게 종료하세요. 시설의 잠금/태그아웃(LOTO) 절차를 따르십시오. 가압되거나 뜨거운 시스템에서 개스킷을 제거하려고 시도하지 마십시오.
2. 배수하고 감압합니다. 플랜지 조인트를 열기 전에 유체를 완전히 배출하고 압력이 0에 도달했는지 확인하십시오.
3. 패스너를 조심스럽게 제거하십시오. 모든 너트, 볼트, 와셔를 교차 패턴 순서로 제거하여 플랜지 하중을 균등하게 해제합니다. 상태를 문서화하십시오. 부식되거나 늘어나거나 크기가 부적절한 볼트는 누출의 일반적인 근본 원인입니다.
4. 가능한 경우 개스킷을 그대로 추출하십시오. 개스킷을 한 조각으로 보존하십시오. 측정 가능한 압축 두께의 부분 개스킷이라도 귀중한 진단 정보를 제공할 수 있습니다.
5. 개스킷을 체계적으로 검사하십시오. 시트 표면 가장자리의 전복, 플랜지 면의 중심에서 벗어난 자국, 화학적 공격의 흔적, 찌그러진 자국, 균열 또는 플랜지 면 사이의 돌출을 살펴보십시오.
6. 압축된 두께를 측정합니다. 압축된 두께를 원래 지정된 두께와 비교합니다. 이는 서비스 중에 개스킷이 경험한 실제 압축 응력을 나타냅니다.
7. 플랜지 면을 검사합니다. 패임, 부식, 깊은 긁힘, 뒤틀림 또는 부적절한 표면 마감이 있는지 확인하십시오. 손상된 플랜지 면은 어떤 개스킷을 사용하든 관계없이 안정적으로 밀봉할 수 없습니다.
8. 모든 것을 문서화하세요. 무엇이든 청소하거나 폐기하기 전에 개스킷 상태, 플랜지 표면 상태 및 볼트 상태를 사진으로 촬영하십시오.

석유화학, 발전, 수처리 시설 전반의 현장 조사 데이터를 바탕으로 개발된 위의 근본 원인 분포는 대부분의 가스켓 누출이 가스켓 결함으로 인해 발생하지 않는다는 핵심 통찰력을 강화합니다. 그 결과는 다음과 같습니다. 부적절한 볼트 하중 적용 또는 실제 사용 조건에서 성능을 발휘할 수 없는 가스켓 재료 선택 . 플랜지 표면 검사 및 볼트 감사와 함께 제거된 개스킷의 물리적 검사를 통해 이러한 요인 중 어느 것이 원인인지 확인합니다.

개스킷 재료 선택 가이드: 작업에 적합한 씰링 솔루션 선택

개스킷 누출 재발을 방지하는 가장 효과적인 방법 중 하나는 교체 개스킷이 처음부터 올바르게 지정되었는지 확인하는 것입니다. 다음 표에는 가장 일반적인 제품의 주요 특성, 일반적인 응용 프로그램 및 제한 사항이 요약되어 있습니다. 산업용 가스켓 프로세스 배관에서 발생하는 유형.

교체용 개스킷을 선택할 때 항상 실제 사용 가능한 압축 응력 및 플랜지 표면 유형에 대해 위의 표를 상호 참조하십시오. 나선형 상처 개스킷 치수 크기가 잘못된 개스킷은 재료에 관계없이 제대로 장착되지 않으므로 교체를 주문하기 전에 관련 파이프 일정 및 플랜지 등급에 대해 ASME B16.20 표준에 대해 확인해야 합니다.

일반적인 개스킷 오류 서명 및 그 내용

숙련된 유지보수 엔지니어는 의사가 엑스레이를 판독하는 방식으로 제거된 개스킷을 판독하는 방법을 배웁니다. 즉, 고장 패턴을 통해 메커니즘이 드러납니다. 다음 오류 서명은 실제 검사 중에 문서화할 수 있는 가장 진단적으로 가치 있는 관찰 사항입니다.

외부 가장자리의 롤오버

개스킷의 외부 가장자리가 시트 표면 위로 굴러가는 것이 발견되면 이는 개스킷이 보어에 비해 크기가 작았거나 과도한 볼트 하중으로 인해 개스킷이 바깥쪽으로 돌출되었음을 나타냅니다. 부드러운 개스킷, 특히 고무 또는 섬유 시트 재료의 경우 심한 전복으로 인해 보어가 공정 유체에 노출되어 개스킷 본체 자체에 화학적 공격이 시작될 수 있습니다.

중심에서 벗어난 인상

설치 중에 개스킷이 플랜지 면 중앙에 위치하지 않았음을 나타내는 인상은 새 설치에서 누출이 발생하는 가장 일반적이고 가장 피할 수 있는 원인 중 하나입니다. 돌출형 플랜지의 중심에서 2~3mm만 벗어나 설치된 개스킷은 한쪽 면의 안착 폭이 부적절하여 공정 유체가 빠져나갈 수 있는 낮은 응력 영역을 생성할 수 있습니다. 이는 특히 문제가 됩니다. 링 개스킷 제한된 홈 배열에서.

누출 경로가 없는 균일하고 얇은 압축

개스킷이 눈에 보이는 누출 경로 없이 전체 장착 폭에 걸쳐 균일한 압축을 보이는 경우, 문제는 개스킷이 아닐 수도 있습니다. 이는 플랜지 본체의 미세한 균열, 결함 있는 용접 또는 약간 잘못 정렬된 볼트 구멍일 수 있으며 압력으로 인해 조인트의 한쪽이 열릴 수 있습니다. 이러한 경우 플랜지를 고정하지 않고 개스킷을 교체해도 누출 문제가 해결되지 않습니다.

화학적 분해 및 팽윤

제거 시 표면 기포, 색상 변화, 연화 또는 부스러짐이 나타나는 개스킷은 공정 유체에 의해 화학적으로 공격을 받은 것입니다. 이는 개스킷 재료가 매체와 호환되지 않는다는 명확한 신호입니다. 원래 선택 시 고려되지 않은 세척제나 첨가제가 포함될 수 있습니다. 교체는 1차 공정 유체뿐만 아니라 모든 화학물질 노출에 대한 완전한 지식을 바탕으로 지정되어야 합니다.

원주 균열

금속 개스킷의 원주 방향 균열 - 특히 RTJ 개스킷 또는 나선형 상처 유형 - 과도한 볼트 하중, 심한 사이클링으로 인한 열 피로 또는 개스킷 금속과 공정 유체가 호환되지 않을 때 발생하는 응력 부식 균열로 인해 종종 발생합니다. 예를 들어, 염화물 함유 매체에 노출된 스테인리스강 권선 개스킷은 정상적인 작동 부하에서도 응력 부식 균열이 발생할 수 있습니다.

레이더 차트는 이 두 가지 주력 개스킷 유형 간의 장단점을 명확하게 시각화합니다. 나선형 상처 개스킷 보다 균형 잡힌 성능 프로필을 제공합니다. 설치가 더 쉽고, 더 넓은 범위의 볼트 하중을 견딜 수 있으며, 강력한 내화학성을 제공합니다. RTJ 개스킷 극한의 압력과 온도에 탁월하지만 설치 정밀도 요구 사항과 높은 볼트 부하 요구 사항으로 인해 적절하게 설계된 플랜지 연결에만 적합합니다. 두 조건 중 하나에 대해 잘못된 유형을 선택하는 것은 반복되는 누출의 주요 원인입니다.

볼트 부하 관리: 누출 방지에 있어 가장 중요한 변수

부정확하거나 불균일한 볼트 로딩은 플랜지 조인트의 개스킷 누출의 주요 원인이며, 산업 시스템 고장의 약 35%를 차지합니다. 완벽하게 지정된 개스킷이라도 볼트 하중이 고르지 않게 적용되거나, 잘못된 순서로 적용되거나, 플랜지 설계상 불충분한 하중을 달성할 수 있는 경우 누출이 발생합니다.

주요 볼트 부하 관리 원칙은 다음과 같습니다.

• 크로스 볼트 시퀀스 사용 (별 패턴), 원형 시퀀스가 아닙니다. 원형 조임 패턴은 반대쪽에 낮은 응력 영역을 남기는 고르지 않은 가스켓 압축을 생성합니다.
• 여러 패스에 하중을 적용합니다. 업계 모범 사례는 목표 토크의 30%, 60%, 80%, 100%에서 3~4번의 증분 패스를 수행한 후 볼트가 이완되지 않았는지 확인하기 위해 최종 360° 패스를 수행하는 것입니다.
• 토크 분산을 고려하십시오. 표준 토크 렌치의 정확도는 ±20~25%입니다. 중요한 밀봉 용도의 경우 유압식 볼트 텐셔너 또는 초음파 볼트 측정을 통해 훨씬 더 정확하고 일관된 하중 적용이 가능합니다.
• 보정된 패스너를 사용하십시오. 부식되거나 늘어나거나 윤활이 부적절하게 적용된 볼트는 의도한 하중을 개스킷에 전달하지 않습니다. 변형이나 부식의 징후가 보이는 볼트는 항상 교체하십시오.
• 너트 계수(K 계수)를 확인합니다. 적용된 토크와 전개된 볼트 하중 사이의 관계는 패스너 재료, 코팅 및 윤활제에 따라 달라지는 너트 계수에 따라 달라집니다. 토크 계산에 잘못된 K 계수를 사용하면 개스킷에 심각한 저부하 또는 과부하가 발생할 수 있습니다.

위의 선 차트는 장기 볼트 부하 모니터링 연구에서 관찰된 일관된 패턴을 보여줍니다. 적절한 다중 패스 토크로 조립된 플랜지 조인트는 사용 후 2년 후에 초기 볼트 부하의 85% 이상을 유지하는 반면, 단일 토크 패스 또는 고르지 않은 부하로 조립된 조인트는 처음 12개월 이내에 볼트 부하의 60% 이상을 잃을 수 있습니다. 이러한 부하 손실은 설치 직후 누출이 나타나지 않은 접합부에서도 누출 경로를 열어줍니다. 이 현상을 "지연 누출"이라고도 합니다. 6개월 간격으로 예방적 볼트 감사 고주기 또는 고온 서비스의 중요한 접합부에 대한 모범 사례로 간주됩니다.

특수 사례: 본질적으로 개스킷 부하가 낮은 플랜지

특정 플랜지 유형 및 재료는 개스킷에 전달할 수 있는 압축 하중이 구조적으로 제한되어 있습니다. 적절한 장착 응력을 결코 달성하지 못하는 표준 개스킷을 지정하는 것보다 사용 가능한 하중 범위 내에서 실제로 성능을 발휘하는 개스킷 유형을 선택하려면 이러한 상황을 미리 인식하는 것이 필수적입니다.

산업 유지 관리에서 가장 문제가 되는 저부하 플랜지 범주는 다음과 같습니다.

• 편평한 주철 플랜지 — 밸브, 펌프 및 오래된 인프라에서 흔히 발견됩니다. 이러한 플랜지에 필요한 전면 개스킷은 훨씬 더 넓은 영역에 볼트 하중을 분산시켜 돌출형 배치에 비해 단위 면적당 압축 응력이 더 낮습니다.
• 유리 안감 장비 플랜지 - 유리 라이닝은 라이닝 균열 위험 없이 적용할 수 있는 볼트 하중을 심각하게 제한하므로 고무 시트 또는 PTFE 봉투 유형과 같은 부드럽고 낮은 하중의 개스킷이 필요합니다.
• FRP, PVC, CPVC 및 HDPE 비금속 플랜지 — 이러한 재료는 강철보다 구조적 강성과 강도가 현저히 낮으며 표준에 적합한 하중에서 휘거나 균열이 발생합니다. 산업용 가스켓s . 특수 저부하 개스킷이 필요합니다.
• 압연 앵글철 플랜지 — 덕트 장치, 진공 용기 및 대구경 공정 탱크에 사용되는 이러한 플랜지는 불규칙하고 상대적으로 강성이 낮아 균일한 가스켓 압축을 달성하기 어렵습니다.
• 대구경 플랜지 — 플랜지 직경이 증가함에 따라 볼트 원이 커지고 개스킷 접촉 면적이 커지지만 추가 볼트 구멍을 추가하거나 더 큰 직경의 볼트를 사용하지 않는 한 단위 면적당 달성 가능한 볼트 하중은 종종 감소합니다.

이 모든 경우에 대해, 골판지 금속 개스킷 기술적으로 건전한 업그레이드 경로를 나타냅니다. 주름진 프로파일은 나선형으로 감긴 재료나 평평한 시트 재료보다 낮은 압축 하중에서 효과적인 밀봉을 허용하는 동시에 금속 밀봉 요소의 화학적 및 온도 저항성을 제공합니다. Kammprofile 개스킷 — 소프트 페이싱 레이어가 있는 가공된 톱니 모양의 금속 코어를 특징으로 하며 마찬가지로 낮은 장착 응력 요구 사항과 파열에 대한 높은 저항성을 결합합니다.

Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd. 소개

2007년에 설립되었으며 저장성 닝보에 본사를 두고 있습니다. Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd. 는 고성능 유체 밀봉 시스템의 엔지니어링 및 생산을 전담하는 20,000m2 규모의 제조 시설을 운영하는 전문 밀봉 재료 공급업체입니다. 이 회사는 ISO9001:2015 품질 관리 시스템 인증과 API 6A 인증을 보유하고 있으며 이는 엔지니어링 정밀도와 제품 신뢰성에 대한 노력을 반영합니다.

Rilson의 핵심 제품 포트폴리오에는 다음이 포함됩니다. 나선형 상처 개스킷 , 링 조인트 개스킷 , kammprofile 개스킷, 골판지 금속 개스킷, 절연 개스킷 키트 및 비석면 개스킷 — 석유, 화학, 전력, 조선 및 기계 제조 부문의 모든 밀봉 요구 사항을 포괄합니다. 여러 대륙에 걸친 고객과 15년 이상의 실적을 보유한 Rilson은 일관되고 인증된 씰링 솔루션이 필요한 엔지니어 및 조달 전문가에게 신뢰할 수 있는 파트너로 자리매김하고 있습니다.

성실성, 정확성, 혁신, 상호 성공이라는 원칙을 바탕으로 회사의 지속적인 목표는 전 세계에서 선호되는 브랜드가 되는 것입니다. 산업용 가스켓s 가장 까다로운 프로세스 환경에서 고객 만족과 안정적인 씰링 성능을 모두 보장합니다.

자주 묻는 질문

참조: Matt Tones 및 Dave Burgess, "개스킷 누출 문제를 해결하는 방법" 흐름 제어 , 2016년 9월. 현재 엔지니어링 관행에 맞춰 콘텐츠가 조정되고 확장되었습니다.