온도는 씰과 하드웨어를 모두 변화시킵니다
O-링과 글랜드의 치수는 도면실 온도에서 그대로 유지되지 않습니다. 일반적으로 엘라스토머는 금속보다 온도에 따른 치수 변화가 크며, 서로 다른 금속으로 만든 상대 부품은 글랜드 높이와 틈새를 서로 다른 방향으로 바꿀 수 있습니다.
1차 선형 검토에서는 온도에서의 치수를 다음 식으로 추정할 수 있습니다.
L(T) = L(기준) × [1 + α × ΔT]
여기서 α는 재질의 선형 열팽창계수입니다. 이는 근사식입니다. 엘라스토머 반응은 컴파운드에 따라 달라지고 완전히 선형이 아닐 수 있으며 설치된 글랜드의 구속도 받습니다.
고온에서 일어나는 변화
O-링 단면과 체적이 홈보다 빠르게 증가할 수 있습니다. 글랜드 충전률은 올라가고 자유 변형 공간은 줄어듭니다. 하드웨어 틈새도 커져 압출 위험이 높아질 수 있습니다. 동시에 컴파운드가 연화되고 장시간 노출은 압축 영구변형을 가속합니다.
온도 효과를 압축률에 일정 백분율을 더하는 방식으로만 모델링하지 마십시오. 같은 고온 조건에서 링 형상, 홈 형상과 틈새를 모두 다시 계산해야 합니다.
저온에서 일어나는 변화
링은 수축하고 저온 한계에 가까워질수록 탄성 복원력을 잃습니다. 최소 압축률과 접촉 압력이 낮아질 수 있습니다. 알루미늄 하우징과 강철 샤프트처럼 재질이 다른 부품의 차등 수축은 형상에 따라 유리하거나 불리하게 작용합니다.
카탈로그의 저온 값이 자동으로 누설 없는 한계인 것은 아닙니다. 압력 변화 속도, 체류 시간, 컴파운드 유리전이와 열 사이클 중 복원 능력이 모두 중요합니다.
실무 계산 순서
- 모든 공칭 치수에 대해 관리되는 기준 온도를 선택합니다.
- 주변 온도가 아니라 씰 위치의 최소·최대 사용 온도를 정의합니다.
- 컴파운드별 및 하드웨어 재질별 팽창 데이터를 적용합니다.
- 각 온도에서 링과 글랜드의 공칭·최소·최대 형상을 다시 구성합니다.
- 압축률, 신장률, 충전률과 압출 틈새를 함께 검토합니다.
- 호환성 노출 데이터가 있을 때만 매체 팽윤을 추가하고 열팽창과 중복 계산하지 않습니다.
모델 검증
계산기로 공차 한계를 예비 검토한 다음 대표 조립품을 열 사이클 시험하면서 누설과 초기 구동력을 모니터링하십시오. 중요 씰에는 실제 하드웨어 온도를 측정하고 양산 컴파운드 데이터를 사용합니다. 열팽창은 하나의 보정계수가 아니라 형상과 재질이 결합된 문제입니다.