3.3.2.1 오링 실과 홈
진공 기술 구성품이 분리형으로 접합될 경우 주변 공기가 진 공 속으로 흘러들어가는 것을 방지하기 위하여 실을 사용해 야 합니다. 이를 방지하기 위하여 어플리케이션과 압력 범위 에 따라 서로 다른 유형의 실이 있습니다.
오링은 모든 실 중에서 가장 빈번하게 사용됩니다. 서로 다 른 재질의 오링을 사용할 수 있는데, 경도 범위가 65~80 Shore A인 탄성 중합체가 일반적으로 사용됩니다. 단위 Shore A는 유연성의 단위로 연성 탄소 중합체에 사용됩니 다. 숫자가 클수록 동일하게 적용된 힘에 대한 변형이 더 작 습니다. 훌륭한 진공 실로써의 오링의 적합성은 짝을 이룬 표면의 철저한 불균일성에서 유래합니다. 오링의 표면은 그 리스나 탈크의 배출이 없어야 하고, 부드러워야 하고, 균열 과 긁힘이 없어야 합니다. 링은 이음매가 없어야 하고, 압축 공구의 절단은 링 직경 수준에서 행해져야 하고 연마에 의해 제거될 수 있습니다.
오링은 당해 어플리케이션에 따라 낮은 증기압 그리스(실리 콘 그리스, 광유 기반 또는 퍼플루오르폴리에터 기반 그리 스)의 얇은 막으로 코팅할 수 있습니다. 진공 그리스는 밀봉 표면과 오링 표면의 작은 요철을 제거하고, 그럼으로써 특히 낮은 정도의 변형에서 밀봉 효과를 향상시킵니다. 여기서 그 리스의 증기압은 온도에 따라 급격히 증가한다는 사실을 잘 기억하고 원하는 작동 압력 이하로 유지해야 합니다. 또한 그리스나 소량의 탄화수소 구성품이 어플리케이션과 호환 가능한지를 검사해야 합니다. 건조 설치 시 밀봉재 뿐만 아 니라 표면의 특성과 짝을 이룬 표면의 청결성에도 각별한 관 심을 기울여야 합니다. 또한 오링과 밀봉 표면이 양호한 접 촉을 유지하려면 변형 정도가 너무 작아서는 안 됩니다.
오링의 코드 직경은 보통 2~12mm입니다. 많은 연결의 직경 은 5~5.33mm입니다. 일반적으로 말해 오링은 고정 실로 사 용됩니다. 동적 응력이 포함될 경우 특히 이런 목적 또는 다 른 긱적 실 또는 방사상 샤프트 실 링을 위해 제조된 정밀 오 링을 사용해야 합니다.
오링은 센터링 링 또는 실링 와셔와 함께 사용할 뿐만 아니 라 축 방향 또는 방사상 홈에서도 사용할 수 있습니다. 대부 분의 경우 오링은 홈에 위치하며, 일반적으로 한 개의 평평 한 플랜지와 한 개의 홈이 파인 플랜지를 사용하여 플랜지 사 이에서 압축됩니다. 홈의 치수는 신중하게 측정해야 합니다. 이에 대해 일반적으로 받아들여진 치수는 없습니다. 오링 공 급자 표에 나열된 치수는 방향 설정을 위한 레퍼런스 수치에 불과합니다. 이 치수는 사용자가 각각의 특정한 어플리케이 션과 적합성에 대해 확인해야 합니다(예: 테스트를 통하여). 탄성 중합체는 온도, 압력 또는 사용된 유체와의 반응과 같은 외적 영향 때문에 부풀어 오르거나, 오그라들거나, 딱딱해지 거나, 심지어 균열이 갈 수도 있습니다. 탄성 중합체와 홈을 선택할 때는 이 점을 고려해야 합니다. 또한 오링이 과도하게 압축되지 않았음을 확인하기 위하여 각 작동 조건에서 밀봉 효과가 충분해야 합니다. 오링의 부피 증가로 인해 홈이 지나 치게 메워진다면 오링에 손상을 주거나 심지어 플랜지를 왜 곡할 수 있습니다.
고정 밀봉을 위해서는 코드 두께 5mm에 대한 최대 압축이 약 25%여야 합니다. 더 작은 직경은 더 많이 압축될 수 있고, 더 큰 직경은 더 작게 압축될 수 있습니다. 특히 건조 장착 시 15% 미만의 압축이면 실제로 불충분한 밀봉 효과를 유발할 수 있습니다. 변형력은 주로 코드 두께와 탄성 중합체의 경도 에 의해 결정됩니다. 5.33mm 두께의 오링을 20% 압축하려 면, 70 Shore A의 경도에 대해 밀봉 길이 1mm 당 약 5N가, 80 Shore A의 경도에 대해 7N/mm가 필요합니다.
조립을 쉽게 하려면 오링 홈의 직경을 보통 오링의 직경보다 조금 더 큰 것으로 선택합니다. 이렇게 하면 조립 시 오링이 홈 속에 있습니다. 탄성 중합체 링의 길이는 안전하게 5% 늘 어날 수 있습니다. 늘어나는 최대 길이는 재료와 작동 조건에 따라 다릅니다.
사다리꼴 또는 그와 유사한 횡단면이 있는 탄성 중합체 실은 예를 들어 밸브 시트에 그리고 진공실의 뚜껑과 문에 사용할 수 있습니다. 오링을 삽입할 때 오링이 손상되지 않도록, 그 와 반대로 밸브 판을 들어 올리거나 챔버 문을 열 때 오링이 뽑히지 않도록 사다리꼴 구멍의 치수를 재야 합니다. 또한 접 촉력이 커서, 커다란 챔버 문에 커다란 접촉력이 일어날 때, 그 변형이 한계 내에서 유지되도록 사다리꼴 홈은 변형된 오 링에 충분한 공간을 허용해야 합니다.
나사(예: 오일 필러 나사 또는 오일 배수 플러그)를 박기 위하 여 오링을 각성 위치에 설치합니다. 나사는 위쪽 끝에 45°의 챔퍼가 있어서 그 안에 오링을 삽입한 다음 나사 표면에 압력 을 가합니다. 실은 윤활유를 칠해야 합니다. 그래야 조일 때 손상을 입지 않습니다. 또한 설치 공간이 오링의 부피보다 더 커야 합니다.
평면 밀봉 표면과 결합한 평평한 개스킷은 가능한 한 진공 기 술에서 피해야 합니다. 이를 위해서는 높은 접촉력에 도달할 단단함이 필요합니다. 그래야 밀봉재가 모든 표면 요철을 채 웁니다. 예를 들어 평평한 개스킷을 사용할 경우 평평한 FKM 개스킷이 있는 CF 플랜지와 결합하여 국부적으로 들뜬 밀봉 표면을 순환할 때 보통 이런 현상이 일어납니다.
그림 3.6: 직사각형 홈이 있는 오링, 사다리꼴 모양 홈이 있는 오링, 각성 위치의 오링
