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“펌프에서 유체가 샌다면, 어떤 씰이 문제일까요?”
펌프는 유체를 이송하는 설비이지만, 동시에 고압·고온·부식성 환경을 다루는 경우가 많습니다. 이때 가장 빈번한 고장 원인 중 하나가 바로 밀봉 실패, 즉 씰(Seal) 문제입니다.
펌프에는 축(Shaft)과 하우징 사이의 틈이 존재하고, 이곳으로 유체가 새지 않도록 패킹(Packing)이나 메커니컬 씰(Mechanical Seal)과 같은 밀봉 장치가 적용됩니다.
그렇다면 어떤 방식이 더 좋고, 어떤 차이가 있을까요?
이번 글에서는 펌프 밀봉 시스템의 주요 종류와 특성을 쉽고 실무적으로 정리해 드립니다.
펌프 밀봉(Seal) 시스템 종류와 비교
밀봉 방식은 크게 ①전통적인 패킹, ②기계적 접촉을 이용한 메커니컬 씰, ③누설 제로를 지향하는 드라이 런 씰, ④이중 밀봉 구조의 더블 씰 등이 있습니다.
1. 패킹 (Gland Packing)
- 구조: 펌프 축 주위에 부드러운 섬유(흑연, 테플론 등)를 나선형으로 감싸 눌러 밀봉
- 장점: 구조 단순, 저렴, 유지보수 용이
- 단점: 마찰열 발생, 지속적 누설 허용 필요, 고속 회전 부적합
- 적용: 저압, 저속, 비부식성 유체
- Tip: 일정한 누설이 구조상 전제되어 있어 드레인 설비가 필요함
2. 메커니컬 씰 (Mechanical Seal)
- 구조: 회전축에 정밀하게 가공된 탄화규소, 세라믹, 카본 등의 링이 서로 밀착하여 누설 차단
- 장점: 고속/고온/고압 운전에 적합, 누설 최소화
- 단점: 초기 설치비용 높음, 정밀 조립 필요
- 적용: 화학공정, 고점도, 부식성 유체 등
- 주의: 씰 손상 시 갑작스런 누설 가능, 정기 점검 필요
3. 드라이 런 씰 (Dry-Run Seal)
- 구조: 내부 윤활 없이도 작동 가능한 비접촉식 씰 구조
- 장점: 장시간 운전에도 씰 수명 유지, 일부 자기식 펌프 적용
- 단점: 초기 설비 투자 비용 큼, 복잡한 구조
- 적용: 휘발성 유체, 가스 이송용 펌프, 누설 제로 요구 공정
4. 더블 씰 (Double Mechanical Seal)
- 구조: 메커니컬 씰을 2중 구조로 구성하여, 내부에 씰링 플루이드를 순환시킴
- 장점: 부식성/독성/고온 유체 완벽 차단, 공정 안전성 ↑
- 단점: Seal Pot, 보조 설비 필요, 고비용
- 적용: 반응기, 유해물질 취급 설비, 제약 및 반도체 공정
Seal 시스템 비교 요약표
| 구분 | 특징 | 장점 | 단점 | 추천 공정 |
|---|---|---|---|---|
| 패킹 | 저가, 누설 허용 | 구조 단순, 가격 저렴 | 누설 있음, 마찰 손실 | 일반 배수, 폐수 처리 |
| 메커니컬 씰 | 정밀 접촉 밀봉 | 고속 고압 가능, 누설 최소 | 비용 높음, 조립 민감 | 화공 플랜트, 유기용제 |
| 드라이 런 씰 | 무윤활 운전 | 내구성 높음, 장기 운전 | 초기투자 큼 | 휘발성 가스, 자기식 펌프 |
| 더블 씰 | 2중 밀봉 | 고위험 유체 차단 | 보조설비 필요 | 유독물, 제약, 반도체 |
결론: 현장 조건에 맞는 씰 선택이 중요합니다
펌프의 밀봉 시스템은 단순히 누설을 막는 부품이 아니라, 전체 공정의 안전과 유지비용에 큰 영향을 미치는 핵심 요소입니다.
가격만 보고 패킹을 고르면 잦은 누설과 마모로 오히려 비용이 증가할 수 있고, 고가의 메커니컬 씰도 정기 점검 없이는 문제를 일으킬 수 있습니다.
Tip: 공정 조건(압력, 온도, 유체 특성, 운전 시간 등)을 먼저 파악한 뒤 밀봉 방식을 결정하세요.