선박 밀봉 모듈의 재료 선정 및 성능 시험은 복잡한 해양 환경에서 장기적이고 안정적인 작동을 보장하는 핵심 요소입니다.

30개 이상의 독자적인 지식재산권과 핵심 특허 기술을 보유한 TST SEAL은 가변 직경 모듈 밀봉 ​​시스템 기술의 국내 혁신을 선도하는 선도 브랜드이자 산업용 벽 관통형 수력 발전 및 철도 운송 산업의 선구자입니다. State Grid, Three Gorges Group, China Railway Construction과 같은 국내 유수 기업에 제품을 공급하고 있으며, 모듈형 설계와 다중 보호 성능으로 업계 최고의 선택으로 자리매김했습니다.

다음으로 TST SEAL은 재료 특성과 시험 방법의 두 가지 측면에서 TST SEAL의 새로운 선박 밀봉 모듈 재료의 성능 이점과 특성을 자세히 설명합니다.

선박 밀봉 모듈의 재료 특성 및 용도
고분자 재료

고분자 재료는 경량, 내식성, 뛰어난 탄성으로 선박 밀봉에 가장 많이 사용되는 재료입니다. 다음은 그 예입니다.

고무 재료:

니트릴 고무(NBR): 내유성이 뛰어나 연료 시스템 및 유압 시스템 밀봉에 적합하지만, 내열성이 제한적입니다(-30°C ~ 100°C).

불소 고무(FKM): 내열성(-20°C ~ 250°C)과 뛰어난 화학적 안정성을 지녔으며, 엔진룸의 고온 영역 밀봉에 자주 사용됩니다.

실리콘 고무(VMQ): 내후성이 뛰어나며 -60°C ~ 300°C의 온도 범위에서 사용 가능하며, 해치 커버 및 선체 틈새 밀봉에 적합합니다.

플라스틱 재료:

폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE): 마찰 계수가 매우 낮고(0.04), 내식성이 뛰어나 고압 밸브 및 회전 샤프트 씰에 적합합니다.

폴리우레탄(PU): 내마모성이 뛰어나 동적 씰(예: 조향 기어 가동부)에 자주 사용되지만, 내열 온도 범위가 좁습니다(-30°C ~ 100°C).

복합 소재:

흑연/금속 복합 개스킷: 금속 골격의 강도와 팽창 흑연의 밀봉 특성을 결합하여 고온 및 고압 파이프라인(예: 증기 시스템)에 적합합니다.

탄소 섬유 강화 복합 소재(CFRP): 고강도 및 경량으로 심해 장비의 내압 씰에 사용됩니다.

선박 밀봉 모듈용 금속 소재

금속 씰은 극한의 작업 조건에서도 우수한 성능을 발휘합니다.

스테인리스강(304/316L): 내식성이 뛰어나 해수 환경에서 밸브 및 플랜지 밀봉에 적합합니다.

티타늄 합금: 밀도가 낮고 염수 분무 부식에 강하며 심해 탐사 장비 밀봉에 자주 사용됩니다.

주름진 복합 개스킷: 금속 주름진 골격에 비금속 충진재(예: 팽창 흑연)를 결합하여 400°C의 고온과 25MPa의 압력을 견딜 수 있으며, 시추 플랫폼 고압 시스템에 널리 사용됩니다.

신소재 및 기술

자가치유 소재: 마이크로캡슐 기술 또는 동적 공유 결합을 통해 미세균열을 자동으로 복구하여 씰의 수명을 연장합니다.

나노 개질 소재: 그래핀/고무 복합 소재와 같은 소재는 내마모성과 내인열성을 향상시킵니다.

친환경 소재: 할로겐 프리 난연제와 재활용 가능한 폴리머를 사용하여 국제 환경 규정(예: IMO MARPOL 협약)을 준수합니다.

선박 밀봉 모듈 성능 시험 방법
기본 성능 시험

기밀성 시험:

기포법: 저압(0.1~10kPa)에서 침지하여 기포 발생을 관찰하며, 밸브 및 밀봉 링의 초기 검사에 적합합니다.

압력 강하법: 폐쇄 시스템 내 압력 변화(예: 시간당 누설률 <0.1%)를 모니터링하여 밀봉 성능을 평가합니다.

수밀성 시험:

물 분무 시험: 파도 충격(ISO 20653 표준)을 시뮬레이션하여 서지 조건에서 해치 커버의 밀봉 성능을 검증합니다.

침수 시험: 재료 부식 및 누출을 감지하기 위해 24시간 이상 염수에 침지합니다.

극한 환경 시뮬레이션 시험

온도 변화 시험:

고온 및 저온 사이클: -40°C와 120°C(ASTM D2000)를 순환하여 재료 열팽창 계수의 일치 여부를 확인합니다.

초저온 시험: 액체 산소 환경(-196°C)을 시뮬레이션하여 밀봉 재료의 취성화 위험을 평가합니다.

염수 분무 시험(ASTM B117):

500시간 동안 연속 염수 분무 부식(5% NaCl 용액)을 수행하여 표면 녹 및 밀봉 성능 저하를 감지합니다.

동적 압력 충격 시험:

심해 고압 시뮬레이션: 20MPa 압력에서 5Hz 교번 하중 시험(ISO 14644-1)을 수행하여 밀봉 구조의 크리프 저항성을 검증합니다.

동적 씰 수명 평가

왕복 마모 시험:

씰과 이동 부품(예: PTFE 씰, 5×10⁴ 사이클 이상) 사이의 마찰을 시뮬레이션하여 마모율과 누설율 간의 관계를 정량화합니다.

압축 영구 변형 시험(ISO 1817):

측정

불소 고무와 같은 재료의 장기 압축 후 반발 성능(표준은 변형률 <15% 요구)을 측정하여 노화 파괴 임계값을 예측합니다.

피로 수명 시험:

진동 테이블을 사용하여 선체 진동(주파수 10~200Hz)을 시뮬레이션하여 장기 동적 응력 하에서 씰의 신뢰성을 평가합니다.

비파괴 검사 및 지능형 모니터링

형광 프로브 코팅:

씰링 계면에 축광 재료를 코팅하여 형광 신호 강도 변화를 통해 미크론 단위의 누출 경로를 실시간으로 파악합니다.

광섬유 감지 기술:

분산형 광섬유 센서가 씰링 구조에 내장되어 온도, 압력 분포 및 미세 변형을 동적으로 모니터링합니다.

음향 방출 모니터링:

음향 방출 센서를 사용하여 씰 내부의 균열 전파를 감지하고(감도 0.1mL/min) 사전에 고장을 경고합니다.

III. 선박 밀봉 모듈의 일반적인 적용 시나리오 및 시험 표준

적용 시나리오

재료 선정

주요 시험 항목

관련 표준

해치 커버 씰

실리콘 고무, EPDM

기밀성 시험(ISO 17339), 염수 분무 시험(ASTM B117)

ISO 17339, ASTM B117

고압 파이프라인 플랜지 씰

금속 나선형 패드, 주름 패드

온도 변화 시험(-40°C ~ 400°C), 동압 충격 시험(20 MPa)

ASME B16.20, EN 1514-1

조타 장치 동적 씰

폴리우레탄, PTFE

왕복 마모 시험(5×10⁴ 사이클), 마찰 계수 시험(ASTM D1894)

ISO 6129, ASTM D1894

심해 장비 씰

티타늄 합금, CFRP

심해 고압 시뮬레이션 시험(20MPa), 초저온 시험(-196°C)

ISO 14644-1, ASTM G31

구명뗏목 밀봉 부품

부틸 고무, PVC 코팅 직물

기밀 시험(30kPa 압력, 24시간), 내후성 시험(UV 노화, 720시간)

GB/T 23263, ISO 4892-3

선박 밀봉 모듈의 향후 개발 동향
지능형 소재: 실시간 누출 모니터링을 위해 자가 감지 기능(예: TST SEAL의 나노 센서 내장 밀봉 모듈)을 갖춘 밀봉 소재를 개발합니다.
시험 표준화: 반복 시험 비용을 줄이기 위해 국제 표준(예: ISO 및 ASTM 호환성)의 통일을 촉진합니다.
환경 규정 준수: IMO 2020 황 배출 제한 및 EU REACH 규정을 충족하는 저연성, 무할로겐, 분해성 밀봉 재료를 홍보합니다.
디지털 트윈 기술: 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 수명 주기 전반에 걸쳐 밀봉 성능을 예측하고 설계 반복을 최적화합니다.

선박 밀봉 모듈의 재료 선정은 내열성, 내식성, 기계적 강도 및 환경 보호 요건을 종합적으로 고려해야 하며, 정적, 동적 및 극한 환경에서 다차원 검증을 포함하는 성능 테스트가 필요합니다. 첨단 재료 연구 개발과 지능형 테스트 기술의 결합은 선박 밀봉 시스템의 신뢰성을 크게 향상시키고 해양 엔지니어링의 안전한 운영을 위한 보호 기능을 제공할 수 있습니다. 밀봉 모듈 제품이 필요하시면 TST SEAL로 이메일을 보내 무료 샘플을 받아보세요.