1950년대와 1960년대에 PTFE 씰이 선호되지 않은 이유는 무엇일까요?주요 제한 사항 알아보기

한때 내화학성과 낮은 마찰로 찬사를 받았던 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 씰은 1950년대와 1960년대에 상당한 문제에 직면하면서 인기가 떨어졌습니다.특정 분야에서는 탁월한 성능을 발휘했지만 성능, 재료 거동, 새로운 대안의 등장으로 인해 이 시기에는 많은 산업 분야에서 선호도가 떨어졌습니다.이러한 변화는 기술적 단점과 보다 안정적인 씰링 솔루션의 등장으로 인해 주도되었습니다.

핵심 사항을 설명합니다:

1. 저온 흐름 및 크리프 문제

   • PTFE의 분자 구조로 인해 다음과 같은 문제가 발생하기 쉽습니다. 콜드 플로우 (지속적인 압력 하에서 영구적인 변형) 및 크리프(응력 하에서 점진적인 변형).
   • 동적 씰링 애플리케이션(예: 유압 시스템)에서는 시간이 지남에 따라 재료의 형태와 씰링력이 손실되면서 씰링이 실패하게 됩니다.
   • 엔지니어들은 특히 고압 환경에서 누출과 서비스 수명 단축을 관찰했습니다.

2. 열악한 내마모성

   • PTFE는 마찰이 적지만 반복적인 동작이나 연마성 매체에 대한 내마모성이 부족했습니다.
   • 회전 또는 왕복 장비(예: 펌프, 밸브)의 씰은 금속 또는 복합 소재보다 더 빨리 마모되었습니다.
   • 이로 인해 유지보수 비용과 가동 중단 시간이 증가하여 PTFE는 사용량이 많은 애플리케이션에서 경제성이 떨어집니다.

3. 온도 제한

   • PTFE는 260°C(500°F) 이상의 온도에서 부드러워지고 -200°C(-328°F) 이하에서는 부서지기 쉽습니다.
   • 열 순환이 일반적인 항공우주나 화학 공정과 같은 산업에서는 PTFE 씰이 무결성을 유지하지 못하는 경우가 많았습니다.
   • 엘라스토머나 흑연 강화 씰과 같은 경쟁 소재는 더 넓은 작동 범위를 제공했습니다.

4. 압축 세트 문제

   • PTFE 씰은 압축 후 회복이 어려워 영구적으로 평평해지고 씰링 기능이 손실됩니다.
   • 이는 특히 가변 하중을 받는 플랜지 개스킷이나 정적 씰에서 문제가 되었습니다.

5. 우수한 대안의 등장

   • 1950~1960년대에는 엘라스토머 화학(예: Viton®, EPDM)과 복합 재료(예: 충전 PTFE, 열가소성 플라스틱)의 발전이 있었습니다.
   • 이러한 소재는 PTFE의 내화학성과 더 나은 기계적 특성을 결합하여 저온 흐름 및 마모 문제를 해결합니다.
   • 예를 들어 탄소 충전 PTFE는 내마모성을 개선하고 엘라스토머 씰은 더 나은 탄성을 제공했습니다.

6. 산업별 실패 사례

   • 자동차 및 항공우주 분야에서 PTFE 씰은 연료 노출이나 자외선에 의해 성능이 저하되는 것으로 밝혀졌습니다.
   • 화학 공장에서는 PTFE의 응력 이완으로 인해 주기적인 압력 변화가 있는 시스템에서 누출이 보고되었습니다.

7. 경제성 및 유지보수 요인

   • 잦은 교체와 시스템 다운타임으로 인해 PTFE 씰은 초기의 낮은 재료비에도 불구하고 비용 효율성이 떨어졌습니다.
   • 업계에서는 총소유비용을 우선시하여 초기 가격이 비싸더라도 오래 지속되는 대체품을 선호했습니다.

PTFE 씰은 스트레스가 적고 내화학성이 강한 애플리케이션에서는 여전히 유용했습니다.그러나 동적 및 고성능 시나리오에서의 한계로 인해 하이브리드 솔루션으로 혁신을 주도했습니다.오늘날의 최신 충진 PTFE 또는 다중 재료 씰은 이러한 역사적 단점을 많이 해결했지만, 1950~1960년대에는 보다 안정적인 재료로 전환하는 중추적인 시기가 되었습니다.

요약 표:

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