백업링 Back Up Rings
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백업링(Backup ring)은 씰의 익스트루전 저항력(resistance against extrusion)을 보강하며 고압(high pressure), 큰 익스트루전 갭(large extrusion gap) 또는 고온(high temperature) 등의 악조건에서 오링과 씰의 손상을 예방해 줍니다.
다음과 같은 경우 백업링의 사용을 적극 고려합니다.
- 씰의 익스트루전 한계를 벗어나는 정압(steady pressure) 또는 순간 동적 압력(dynamic pressure peak)
- 익스트루전 갭을 허용치 이상으로 할 때
- 고온으로 인한 씰의 익스트루전 저항력 저하 시
- 하드웨어 가공 치수 정도 완화에 의한 비용 절감 효과(cost saving)를 원할 때
PTFE 씰 용 백업링
백업 링은 주로 씰 재질보다 내압력이 있는 재질을 사용하여 씰의 저압부(배압부)에 설치합니다.
<PTFE씰용 백업링 타입>
<백업링 그루브 폭 조정량>
PTFE씰 용 백업링 타입
Single, Plain ring type(A)
Single, Plain ring with scarf cut type(B)
이상 익스트루전 갭 50% 확대 가능합니다.
2-piece, double-angled ring type(C)
2-piece, double-angled ring with scarf cut type(D)
이상 익스트루전 갭 100% 확대 가능합니다.
오링용 백업링
하기 조건 중 최소 1개 충족 시, 오링에 백업링 적용을 적극 고려합니다.
- 시스템 압력(system pressure)이 7 MPa 이상(하기 상세 조건 참조)
- 1 MPa 이상의 시스템 압력에서 간극(hardware clearance)이 0.25 초과 (로드 경과 보어 경 사이)
- 고속 왕복 운동(high speed reciprocating) 시
- 고온 시
- 오염성(polutive)의 매체 환경
- 높은 압력차의 운동 및 압력 변화(high pressure difference and dynamic)
백업링의 사용 압력 조건
고정용
▷ 매체 압력 < 70 bar : 백업링 미적용
▷ 70 bar < 매체 압력 < 400 bar : 백업링 적용
▷ 매체 압력 > 400 bar : special construction
▷ 70 bar < 매체 압력 < 400 bar : 백업링 적용
▷ 매체 압력 > 400 bar : special construction
운동용
▷ 매체 압력 < 50 bar : 백업링 미적용
▷ 매체 압력 > 50 bar : 백업링 적용
▷ 매체 압력 > 50 bar : 백업링 적용
단, 속도 한계(0.5 m/sec)를 초과하는 조건에서는 다른 씰의 적용을 고려해야 합니다.
백업링의 재질은 PTFE나 PTFE 블랜드가 주로 사용되며 고온용으로 폴리아미드(polyamide)나 PEEK 등이 사용됩니다.
특히 양측 압력(double acting)의 조건 시는 그루브 양측벽에 백업링을 설치합니다. 하드웨어 구조 상 백업링 설치 공간이 부족할 경우 우선 오링의 경도 증가를 고려합니다.
오링 용 백업링 타입
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<오링용 백업링 타입>
Plain/Solid ring(XA): 높은 유압용, 개방형 그루부(open groove) 전용
Plain ring with scarf cut(XB): 신축성이 있어 폐쇄형그루브(closed groove)에 장착 용이
Spiral ring(XC): 폐쇄형 그루브 장착이 용이함. 온도 변화와 치수 오차에 적응성이 용이함. 회전용 사용은 불가함.
Contoured NBR(Parbak®): 고압용 및 클로우즈드 그루브 적용 가능
백업링 재질
PTFE 백업링 재질 (backup ring materials) Parbak® 백업링 특성 (vs PTFE, Rubber)하드웨어 조건
백업 링의 장착을 위하여 그루부 폭을 증가하여야 하며 종류별로 표준 형상.치수가 제안됩니다.
기타 백업링 적용을 위한 고려 사항으로,
- A. 측벽면 간 평행도는 최대 5°(degree) 내에서 관리 요하며,
- B. 싱글 백업 링의 경우 백업 링은 저압부(배압부)에 설치함.
- C. 보어나 축의 치수 오차가 클 경우에 오링 측에 콘케이브 형상의 백업 링 적용을 권장합니다. ※ 콘케이브 형상의 그루브는 오링의 작동 압력을 증대시키고, 고압에서 오링의 형상을 원형에 가깝게 유지하므로 밀봉력을 강화하는 장점이 있습니다.


