Mechanical Seal이라 함은 기계적 구조를 갖춘 Face Seal이 Shaft에 수직된 섭동면 으로 구성되어 한 면이 회전축과 함께 회전하며 스프링의 장력 혹은 유체의 압력으로 회전부의 밀봉을 지속적 으로 유지하는 축 밀봉장치이다.
초기의 밀봉 장치로는 Elastomer Ring이나 Gland Packing 이용하여 누설방지를 하였으나 이러한 방법은 일정량의 누설을 허용하여야만 했다.

산업의 발달로 품질의 변화에 따라 운전조건이 고압, 고온 등의 고부하 상태에서 운전하여야 하는 기술을 요구함에 따라 그러한 조건에 사용할 수 있는 Seal을 개발하여 Mechanical Seal로 변천하였고 현재까지 계속 기술발전을 하고 있다.

Mechanical Seal은 유체나 Gas를 동반하여 회전하는 축과 Gland사이의 누설방지에 절대적인 것이며, 성공적인 누설방지는 유체의 유막 에서 결정 지어진다. 유막 형성은 사용하는 장비의 운전조건에 절대적인 영향이 있으며, 사용 유체의 Vaporization 온도 이하에서 사용되어야 한다.

Mechanical Seal의 가장 큰 장점은 거의 완벽한 누설방지와 사용중 축의 마모가 없다는데 있다. Mechanical Seal의 모든 마모 현상은 섭동면에서만 일어나며 Spring 장력에 의하여, 마모된 양만큼 자체 보상되며, 마모성 물질이 없는 한 섭동면의 Lapping 상태 및 밀착이 자체적으로 유지된다.

Mechanical Seal의 성능,수명 및 품질은 단순히 섭동면의 Lapping 상태에 의하여 결정지어지는 것이 아니며 각각의 부품요소 및 적용장비(설비)와 정확한 조화를 이루어야 최상의 품질및 성능을 발휘할수 있다.

Mechanical Seal은 각각의 요소로 구성되어지며 Shaft와 회전하는 회전자, Casing과 고정되어 있는 고정자로 나뉘어지며 각각의 구성요소들의 조립으로 안정된 Mechanical Seal이 생산 되어진다. 유체의 압력이 없을때 Spring의 장력으로 회전자와 고정자의 Seal Face를 밀착하여 누설을 방지하며, SealFace의 평행도와 Seal 자체의 Flexibility를 이룬다.
Spring의 종류로는 Multi Spring과 Mono Spring, Wave Spring이 있으며, 장단점은 다음과 같다.

	장 점	단 점
Multi	장착이 짧다. 섭동면에 가해지는 면압이 균일하다. 고속회전용 Seal에 사용가능.	고응력시 파손우려 내부식성결여 Slurry, 고점도에 약하다.
Mono	작은 응력 큰 부식여유	불균일한 압력 장착 길이가 크다. 고속회전에 사용 불가
Wave	고점도에 사용가능 장착 길이가 짧다	불균일한 압력 유연성이 없다.

Comp. Ring, Collar, Set Screw, Drive Pin으로 구성되어 있으며, Shaft의 동력을 Seal Ring으로 전달하는 역할을 한다. 조립 상태에서 직각도 와 평행도, 동축도, 위치도 등 구성부품과 정확하게 조립 되어야 한다.

	Mechanical Seal	Oil Seal	Gland Packing
구조	부품수가 많고 복잡하나, 부품의 정밀도 높음.	부품수가 적고 간소하나, 부품의 정밀도 낮음.	부품수가 적고 간소하나, 부품의 정밀도 낮음.
누설량	고압 조건에서도 누설이 방지되거나 최소로 억제할 수 있다.	아주 낮은 압력 에서는 사용가능 하나 1kg/㎠ 이상의 에서는 사용이 불가.	윤활을 위해서 100-299cc/Hr의 누설. 압력과 비례하여 Leakage 증가.
펌프	부품의 마모현상이 없음.	Shaft 의 마모가 발생 함.	Stuffing box와 Shaft에 직접 압력을 가하므로 마모현상이 발생 함.
동력	접촉면이 Seal face에 국한되며 마찰계수 적어 동력손실이 거의 없다.	Casing 외벽, Shaft와 접촉압력이 커서 접촉저항에 따른 동실동력이 많다.	Casing 외벽, Shaft와 접촉압력이 커서 접촉저항에 따른 동실동력이 많다.
보수	섭동면의 마모가 스프링장력, 유체의 압력에 의해 자동보상 되므로 인력손실이 없다.	시간과 더불어 Shaft 의 마모가 발생 하여 누설량이 증가 빠른 교체 필요	시간과 더불어 누설량이 증가하고 주기적으로 End plate의 조정이 필요하므로 인력손실 많다.
수명	수명이 길어 장기간 연속운전이 가능하고 별도의 점검기간이 불필요 하다	수명이 짧아 사용기간내 정기적인 보수가 필요하고 교환 및 점검기간이 필요	수명이 짧아 사용기간내 정기적인 보수가 필요하고 교환 및 점검기간이 필요
설치	초기 설치비는 높지만 Running cost가 낮고교체, 가동중단에 의한 Loss time 비용 없다	초기 금형비가 비싸며Shaft 의 마모가 발생 하여 Running cost가 비싸다	초기 설치비는 저렴하지만 Running cost가 대단히 비싸다(인건비, Loss time 비용)

회전력을 이용하여, 유체나 Gas등을 이송할 때 회전체[Staft]와 고정체[Casing]사이에 대기 압력과 접하는 부위가 있으며, 이 접하는 부위의 누설을 효과적으로 막아주는 역할을 하는데 그 주 목적이 있다.

일반적으로 많이 사용되는 곳으로 석유화학제품을 생산하는 공정에 유체의 이송이나 반응을 할 때 중요한 요소로 사용된다.

예를 들어 Pump에 사용되는 Mechanical Seal은 이송유체를 대기와의 접촉을 막아 유해한 Gas나 액체를 Pump 외부로부터 차단하여 환경 오염방지에 많은 도움을 준다.

반응을 목적으로 하는 장비에는 반응 물질의 압력이나 온도 등을 일정하게 유지하여 생산품질을 높이는데 공헌도가 크다 하겠다.

주로 사용되는 곳은 액을 이송하는 Pump나 반응을 하는 교반기, Blower, Compressor, Mill, Mixer등 이며 화학, 식품 산업기계에 주로 사용한다.

섭동면은 Mechanical seal에 있어 가장 중요한 부분이며 이섭동면의 적절한 유막형성에 의한 윤활은 Mechanical seal의 최소 마모 및 수명 연장에 절대적인 역할을 한다. 공정중의 유체에 의한 유막 형성이 불가능할 경우 인위적인 유막 형성을 시켜 주어야 한다.

섭동면의 가공 순서는 Grinding → Lapping → Polishing 순이며, Helium Lamp에 의한 검사방법으로 3Band[0.87um] 이하의 평면도를 유지하면 육안으로 관찰할 수 없는 미세한 누설만을 허용한다. 여러 가지 Face재질을 사용하며 그 조함에 의하여 Mechanical Seal의 실질적인 성능이 좌우된다. Seal Face의 유막형성은 가공정도에 의해 많이 결정되어지며 Figure 8의 형상은 각각의 가공정도를 나타낸 것이다.

섭동면의 누설유무는 평면도의 정도에 의해 정해지며 Mechanical Seal Face의 사용평면도는 3Bands이하 에서 사용되어 진다. 평면도는 육안으로 관찰할 수 없으므로 반드시 광학 측정하여 사용하여야 한다. Rotating face를 포함한 Rotary seal ring은 Rotor static seal에 의하여 축에 장착 되며 Rotor static seal의 충분한 유연성(flexibility)에 의하여 축의 Misalignment가 약간 보상되어 Stator와 평면 접촉을 유지한다. 이와 마찬가지로 Stationary seal face를 포함한 Floating seat seal ring은 Stator static seal에 의하여 Gland plate 직각도의 Misalignment를 보상해 줄 수 있도록 Flexible하게 장착된다.

Packing의 종류에는 O-Ring(Elastomer), V-Ring, Wedge ring, Elastomeric Bellows등이 있으며 섭동면 마모로 인한 Rotary seal ring의 축 방향이동에 따른 Secondary seal의 미끄러짐이 원활 하여야 하고 동시에 누설이 되지 않아야 하므로 축 자체의 표면은 부식이나 흠집이 없어야 한다.

Mechanical Seal은 운전중 유체와 접촉하기 때문에 유체의 특성에 따라 항상 부식에 대한 적응성을 가져야한다.
Hard face 재질은 Stainless steel, Lead bronze, Nickel resist등이 있으나 , 근래엔 내마모성이 우수한 Ceramic, Silicon carbide, Tungsten carbide, Ceramic(TC) coating등이 일반적으로 사용 된다.
Soft face의 재질을 대부분 자체윤활성이 우수하고 열전달성이 우수한 Carbon을 쓰며 다공성에 의한 누설을 방지하기 위하여 Resin 또는 Metal 을 함침하여 쓴다.

Packing의 재질은 Sealring 유체의 화학적 성질, 사용 온도에 따라 선정 한다.
섭동면의 재질은 유체의 부식성, 사용 온도, 마모성 물질 함유량등 에 의하여 선정되며 최고의 PV값 한계를 넘어서는 안된다.

PV값은 다음과 같은식에 의해서 결정된다.

Seal face compatibility chart
		PV Limits (bar · m/s)
CARBON	SILICON CARBIDE	180
CARBON	TUNGSTEN CARBIDE	177
CARBON	ALUMINA CERAMIC	36
SILICON CARBIDE	SILICON CARBIDE	130
TUNGSTEN CARBIDE	TUNGSTEN CARBIDE	43
SILICON CARBIDE	TUNGSTEN CARBIDE	110
CHROME OXIDE	CARBON	70
STELLITE	CARBON	49
LEAD BRONZE	CARBON	23

1) CARBON
가장 범용적으로 사용되는 Face 재질로써 우수한 열전도성과 자체 윤활성, 내 마모성 및 내식성, 작은 비중을 가지고 있으며, 모든 Acid, Alkali 등에 적합하다.
특히 재질의 특성상 자체 윤활성이 뛰어나므로 Dry Running Seal에 우수한 재질이고 Soft한 재질이며, 뛰어난 경도를 지니고 있다. 고온에서 Molding을 하므로 일반적으로 수지및금속을 함침하여 사용한다.

2) ALUMINA CERAMIC
순도 99.5% 이상의 Al2O3로 이루어지며, 내마모성, 고경도 및 강도, 내식성이 강하며 특히 뛰어난 내식성을 지니고 있으므로 Acid, Alkali에 우수한 재질이다.
단점으로 열충격에 약하므로 비교적 저속으로 운전 하여야 한다. 높은 P.V치 에서는 마찰 계소가 상승하여 마찰열에 의한 균열을 일으킬 수 있으므로 저압, 저속에 적용된다.

3) SILICON CARBIDE
Ceramic의 일종으로 분말야금으로 생산하며 고경도 고압축강도 및 작은 비중, 내마모성 및 내식성이 뛰어나고, 합금 재질로는 자체 윤활성이 가장 뛰어나다.
특히 고온 고압에서 안정적이며 높은 P.V치 에서도 안정되게 사용할 수 있는 재질이다. 단점으로는 Coating 처리를 할 수 없다.

4) TUNGSTEN CABIDE
Wc+Co의 분말 야금법에 의해 제작되고 Hs 100정도의 경도를 가지는 우수한 내마모성으로 Slurry가 많이 함유된 유체에 적함하며 특히 Face 재질중에 가장 높은 수치의 압축강도를 지니므로 초고압에서의 변형이 작아 고압에서 우수한 재질이다.

5) CHROME OXIDE COATED
Cr2O3의 합금이며 모재에 용착시켜 사용하며 내마모성, 내식성이 뛰어나고, 특히 자체 윤활성이 우수하므로 가장 널리 쓰이는 Face이다.
Al2O3의 가공성이 떨어져 Coating을 한 것이며 170℃ 이하에서 사용하는 것이 바람직하다.

6) TUNGSTEN CARBIDE COATED
Tungsten Carbide Powder를 섭동면에 용착시킨 것이며 Hs 90정도의 경도를 가지며 범용적으로 쓰이는 Coating 재질이다. 특히 내열성이 우수한 것이 장점이다.

7) STELLITE COATED
섭동부 표면에 Crome+Cobalt를 표면에 약 3~5mm 용착시킨 것으로 양호한 윤활성 및 내마모성, 내식성을 가지고 있으며, 고운에서의 재질 변형이 작아 고온에서 사용이 양호하다.

Mechanical seal은 유체의 운전조건에 대하여 Seal type이 결정되어지며 각각의 type에 대하여 설치방법 및 형태에 따라 결정 되어진다.
유체 Balance는 유체 압력과 섭동면의 접촉압과의 상관 관계이다.
Unbalance seal일 경우 기하학적으로 유체의 압력이 제거되지않아 섭동면의 접촉압이 유체의 압력보다 크거나 같다. 한편 Balance seal일 경우 Radial방향 면적배치에 의하여 섭동면 쪽으로 작용하는 유체의 압력이 상쇄되는 설계이므로 실제 접촉압은 항상 유체의 압력보다 작다.
실제적으로 효과적인 누설방지를 할 수 있는 최저 면압이 선택된다.

그림에서와 같이 수압면적을 조절함으로써 접촉면압의 상승을 방지 하는것이 Balance seal이며 이경우 seal의 각 부품은 seal 자체변형을 방지하기 위해 고압형으로 설계 되어진다.

Balanced seal은 면압의 최소화로 섭동면의 마찰을 감소시켜 발열및 마모를 감소시키므로 Unbalanced seal보다 고압에서 사용이 가능하지만 구조가 복잡하여 가격이 높고 단이 지워진 Shaft 또는 Sleeve를 사용해야 하는 불편한 점이 있다.
일반적으로 Unbalanced seal은 10bar이하에서 사용되며 Balanced seal은 85bar까지도 사용된다.
API610에 의하면 75lb/in2 이상의 압력에서는 Balanced seal을 사요하게끔 규정되어 있으며 Process용 은 특별히 Balanced type만을 사용하게 되어있다 Spring이Rotary Paty에 장착되어 있는 Seal을 회전형, Stationary Part에 장착되어 있는 Seal을 정지형Mechanical Seal이라 한다.
고속 회전하는 Mechanical Seal에서는 원심력에 의한 Spring의 변형이 생겨 Seal 의 성능을 저하시키는경우가 있다. 특히Mono Spring의 경우에는 Spring이 Stuffing Box에 접촉할 염려가 있으므로 주의가 필요하다. 이러한 경우 정지형 Mechanical Seal 을 사용해야 한다.
다음 그림은 회전형Mechanical Seal에서 Multi Spring과 Mono Spring 을 사용할수 있는 주속의 한계를 나타낸다. 한계 이상의 주속일 경우에는 정지형 Mechanical Seal 을 사용한다.
정지형 Seal과 회전형 Seal의 차이는 회전속도에 있다.일반적인 Type은 회전형 Seal이며 회전형Seal의 속도 한계를 넘어서 사용하는 곳에 정지형 Seal이 사용된다. Inside seal이란 Seal의 O.D로 부터 I.D쪽으로 누설이 있을 때 유체학적으로 압력이 섭동면을 닫히게 하는 방향으로 작용할 때 Inside seal이라 한다.
Outside seal이란 Seal의 I.D로 부터 O.D쪽으로 누설이 있을 때 유체학적으로 압력이 섭동면을 열리게 하는 방향으로 작용할 때 Outside seal이라 한다.

Inside type이 Outside type보다 안정적이다. 이유로는 Outside type일 경우 갑작스런 어떤원인에 의하여 섭동면 접촉이 떨어졌을 때 유체 압력이 Opening force로 작용하기 때문에 섭동면이 정상적으로 회복하는 것이 불가능하기 때문이다. 따라서 Unit를 Shut down하여 Restart해야 한다.

한편 Inside type은 유체자체에 의하여 섭동면의 발열을 제거할 수 있어 Cooling이 용이하다. Outside type일 경우 Cooling이 용이 하지 않으며 Cooling이 잘 안될 경우 섭동면의 열변형으로 Trouble의 원인이 되며 유체에 고형물이 존재할 경우 이 고형물이 원심력에 의하여 섭동면을 마모를 가속화 한다.
Single seal은 1SET의 섭동면을 가지고 있고 그 섭동면에 적절한 윤활을 줄 수 있는 유체에 적합하다. 또한 Stuffing box내에 유체를 Flushing 할 수 있거나 섭동면을 Cooling, Lubricating 할 수 있을 때에 사용된다.
Double seal은 기본적으로 2개의 seal을 맞대어 배치시키는 방법(Back to Back)과 2개의 seal을 같은 방향으로 배치시키는 방법(Tandem)이 있다.

Back to Back double seal은 사용 유체가 결정화되거나 대기와 접하여 급격히 산화될 때, 유체가 마모성이 클 때, 높은 안전이 요구 될 때 쓰이며 모든 경우 사용 유체에 적합한 별개의 유체를 최소한 사용 유체보다 1~2kg/㎠정도 높게 두 seal의 사이에 순환시키는 것이 필요하다. 이 경우 일반적으로 Unbalance seal을 쓰고 있으나 사용 유체가 고압일 경우 순환하는 유체는 더 고압으로 되어야 하기 때문에 Out-board seal을 Balanced type으로 쓰는 경우가 많다.

Tandem double seal은 고압의 유체를 Sealing할 때 압력강화를 목적으로 하는 경우가 대부분이어서 Balanced type이 사용되며 이경우 Inboard seal은 Pump discharge로 부터 사용유체가 순환되고 두 Seal사이는 Inboard쪽의 사용 유체 압력 ½정도의 압력으로 별개의 sealant를 순환시킨다.

섭동면의 온도
섭동면은 운전중에 유쳉의 윤활막을 유지하며 운전 하므로 섭동면 주변의 온도를 유체의 Vaporization 온도 이하에서 항상 운전되어야 한다.
그러므로 섭동면에 sealant를 주입하여, 섭동면에서 발생되는 열을 냉각 시켜주어야 한다.

이발생열은 Face → Seal ring → Liquid로 전도되며 발생 열량 및 Flushing 유체량은 다음과 같이 계산 된다.
섭동면의 온도와 유체 온도의 차이는 Seal 안정성에 중요한 영향을 끼친다. Seal의 Stability를 여러 경우의 Speed, Pressure에 대해 Seal이 Unstable할 때까지의 온도를 올려 봄으로써 Seal의 유막이 Stable하게 유지되는 max. Allowable temperature를 결정할 수 있다.
대부분의 Sealing 실패는 섭동면에서 유지 되어야 할 유체막이 그 액체성분을 잃어 버릴 때 일어난다.
이러한 현상이 일어나는 과정을 상술하면 다음과 같다.

① 먼저 Seal face에서 매 수초마다 Vaporizing하며 터지는 현상이 발생하고 액체막에서 국부적인 Boiling현상이 일어난다.
② 이것은 Seal face를 순간적으로 열었다가 급격하게 닫히게 한다.
③ 이 현상은 일시적인 냉각 효과를 주면서 액체가 Seal face로 침입하는 것을 조금 더 많게 한다.
④ 이때 섭동면에서 발생하는 마찰열량이 침입한 액체를 Vaporize할 수 있을 만큼 충분하다면 또 다시 기포 발생을 계속하게 되어
    ①~④의 과정을 반복하게 된다.
⑤ 위의 과정에서 Seal에 끼치는 나쁜 영향은 Rotating seal ring의 열림과 급격한 닫힘의 반복으로 인하여 Carbon seal face의
    가장자리가 깨져 나가게 되는 것이다. (Edge chipping)
⑥ 만약 Seal의 주변 유체온도가 약간 증가하면 기포 발생의 빈도가 대량의 누설이 생길 때까지 는 계속 증가하게 된다.
⑦ 이 현상은 재질 표면 밑에 침투해 있던 유체가 갑작스럽게 Vaporize될 때 섭동면에 있는 조그만 분출구로 부터 Carbon이
    분출하는데 기인한다.
⑧ 분출구로부터 나온 Carbon 부스러기는 Carbon face위에 혜성 꼬리의 형태를 남기면서 부스러진다.
⑨ 결국 이것은 섭동면의 유체막에서 액체 성분을 완전히 잃어버리고 커다란 마모를 일으키는 Dry running의 시초가 된다.
⑩ Carbon Metal rotary seal face는 그 결과 마치 Record판처럼 동심원의 홈이깊게 파여진다. Mechanical seal이 최소한의 누설과 마모상태로 작동하기 위해서는 섭동면에서 발생되는 마찰 열량이 어떠한 형태로든 제거되어야 한다. Mechanical seal에 있어서 유체를 Seal face로 공급하는 것은 Mechanical seal사용의 기본원리라 하겠다. 예를 들어 반응기에 있어서 외부물질과 반응물질이 혼합되면 제품에 결정적인 악영향을 줄때가 있다. 이러한 문제점이 있을시는 외부 Flushing을 할 수가 없으므로 Dry running seal을 사용하여야 한다.

Flushing방식에는 장비 특성에 맞추어 여러가지 방식이 채택되며, 주로 운전 조건에 따라 결정되어진다. 일반적인 Flushing 방식으로 Pumping liquid의 Recirculation에 의해서 행하는 Self flushing방식과 독립적인 외부냉매에 의해서 행하는 External flushing 방식이 있다.

① SELF FLUSHING
사용유체를 Pumping할때 Pump운전조건이 Pumping액을 By pass하여 Mechanical seal로 공급시켜 줄 수 있을때 적용하는 방식이며 Pumping액에 Slurry가 많을 때 Cyclone separator filter등을 사용하여 최상의 조건으로 공급 시켜 준다. Self flushing은 by pass방식으로 Flushing을 하므로 유체의 성질이나 Mechanical seal의 type을 충분히 검토한 후 결정하여야 한다.

② EXTERNAL FLUSHING
External flushing이란 Double seal을 사용하여, Pumping액을 Seal stuffing box내로 주입이 불가능 할때나 교반기처럼 유체가 직접 Mechanical seal에 접촉하지 않고 Mechanical seal접촉이 Gas상태 일 때 주로 사용되며 외부유체를 Seal stuffing box내로 주입하는 방식을 External flushing이라 한다.

External flushing은 외부유체를 이용하여 seal face의 냉각이나 윤활을 하므로 Mechanical seal의 이상발생으로 누설이 발생시 Pumping액이나, 반응물질과 접촉하여 물질(제품)자체에 손상을 주지 않는 유체를 선택하는 것이 중요하다. External flushing으로는 자연순환식과 강제순환식이 있다.
자연순환식은 flushing액의 온도 차이로 순환 되는것을 일컬으며 강제순환식은 Pump를 이용하여 유체를 강제로 순환시켜 주는 것을 말한다.

운전중인 유체가 대기와 접촉하면 폭발성 Gas로 변하거나, 고형물질로 석출되는 유체, 유해한 성분을 함유하고 있을때, 이러한 유체와 Gas를 대기와 접촉하지 못하도록 대기와 접하는 부분에 깨끗한 청수나 Steam 및 Gas등으로 세척을 주목적으로 사용하는 것을 Quenching 이라 한다.
또한 대기에 먼지 및 이물질이 많을 경우 Mechanical seal로 삽입되는 것을 방지 하여 Mechanical seal의 Hang-up현상 방지에 많은 도움이 된다.

- Slurry를 포함하지 않은 깨끗한 유체
- 유체의 압력이 유체의 증기압보다 충분히 높을때
- 유체의 점도를 떨어뜨리지 않아도 될때
- 매우 낮은 인화점으로 가압이 필요 없을때
- Face의 윤활 및 냉각이 충분이 될때
- 위험하거나 유독성으로 인해 Gland에 Quenching을 시킬 필요가 없을때 앞에서 열거한 운전조건을 충족하지 못할때 안정된
  운전을 위하여 보조 장치들이 필요하다.

(1) CYCLONE SEPARATOR
냉각 또는 윤활 목적으로 공급되는 유체가 깨끗하지 못할 경우 유체속의 고형물질을 유체와 분리하여 깨끗한 유체만을 Mechanical seal로 주입시켜 주는 원심분리기의 일종이다.
원심력에 의해서 분리가 되므로 고형분이 유체의 비중보다 높아야 한다. 유체의 점도가 높으면 원심분리 역할을 할 수가 없으므로 일반적으로 점도가 20cs를 넘으면 사용이 불가능하다.

(2) OIL LUBRICATOR
사용유체가 안정된 운전조건에 부적합할때 일정한 크기의 용기에 깨끗한 물 또는 Oil을 충만 시켜 Mechanical seal내부로 냉매를 순환시켜 주는 역할을 하며, 용기내부에 cooling coil을 넣어 oil이나 기타 용제를 냉각시켜 자연순환시켜주는 장치 이다.
때로는 sealant inlet배관에 Circulation pump를 부착하여 강제 순환을 시켜주기도 한다. Oil lubricator를 사용하면 seal stuffing box내의 압력을 일정하게 유지하여 Mechanical seal의 압력에 의한 충격을 방지하고 깨끗한 sealant를 공급하여 Mechanical seal의 수명을 연장시켜 준다.

(3) PRESSURE UNIT
사용하는 장비의 운전조건이 온도가 높거나 압력이 높을때 Lubricator 또는 다른 보조 장치를 사용하기 어려운 조건일때 사용된다. Seal stuffing box내부의 압력과 온도를 일정하게 유지시킬 수 있으며 고온과 고압에도 필수적인 system이다.
Pressure unit는 유압의 원리를 이용하여 lubricate를 하는 장치로서 항상 pressure의 평형이 요구된다. Pressure unit는 주로 고압, 고온 일때 주로 많이 사용하므로 Mechanical seal의 누설시 누설감지 장치가 필요하다.

(4) HEAT EXCHANGER
Mechanical seal에 접촉되는 유체는 Vaporization이하의 온도를 유지하여야 Mechanical seal의 수명을 보장할 수가 있다.
앞에서 서술한 섭동면의 운전조건과 같이 유체가 기화온도이상에서는 seal face에 유체가 발생→팽창→폭발을 하므로 섭동면의 파손을 유발시킨다.
이러한 현상을 방지하기 위해 유체의 온도를 저하시킨 후에 seal face에 공급하여 seal face의 손상을 방지 하는 방법으로 Heat exchanger를 사용한다.

Mechanical seal은 섭동면 사이에 윤활막을 가지고 운전되도록 설계되어 있기 때문에 비록 미량일지라도 약간의 누설 가능성은 항상 존재한다.
실제로 모든 Mechanical seal은 비록 적은 양이어서 증발(Evaporate), 또는 기화(Vaporize)하여 액체 누설로서는 명백하지 않거나 아주 가끔의 방울로서 관측되지만 누설하는 경향이 있다. 허나 조금 더 많은 누설은 섭동면, Bearing, Wear ring등이 마모되었음을 지시 해 준다.
① 조립 및 설치의 정확성
② Plant의 악운전 및 불안정성 (나쁜 운전 상태)
③ Secondary seal의 완전성
④ 취급유체의 특성
⑤ Cooling의 적합성
⑥ Seal type 및 Matrials의 올바른 선정
⑦ Equipment의 진동성 및 안정성

경계 윤활 상태에서의 누설량은 다음과 같은 방법으로 계산 한다.
또 이 식은 O.D에서 I.D로 누설하는 경우의 누설량이고 I.D에서 O.D로 누설하는 경우에는 10배를 해준다.

Mechanical seal은 Equipment의 운전조건에 의하여 선정 되어지며 Mechanical seal의 재질 및 seal type선정은 항상 주의를 하여 올바른 선택을 하여야 한다.
Mechanical seal은 다음조건을 확인 후 선정한다.
- Seal의 압력 사용한계를 확인 Suction Pressure 조건확인 - Matrial의 최대온도 사용한계 확인 - 사용온도와 정시시 온도에서 점도를 확인 - 비중을 확인 - 기화온도를 확인하여 보조장치의 설치유무를 결정 - Slurry의 크기 및 양을 확인 하여 보조장치, Matrial 결정 - 부식여부를 확인하여 Matrial를 결정 - 운전속도를 확인하여 Seal type을 결정

(1) 각 부품에 이물질이 묻어있지 않는지를 확인하고 이물질이 묻어있는 경우에는 흐르는 물에 깨끗이 세척하거나 알콜에 세척한
     후 섭동면은 손상이 되지 않게 주의해서 취급 한다.
(2) Seal face에서 Collar(Set screw)까지의 장착길이를 선정하고 Shaft 상태 점검
(3) Mechanical seal의 Rotary par가 장착되는 Shaft또는 Sleeve, Stationary part가 장착 되는 Gland 외관상태 및 치수 확인.
(4) O-Ring, Packing의 표면에 Silicon oil 혹은 묽은 기계류를 도포하며 점성있는 Grease oil(구리스)을 바르거나 묻지 않도록
     주의 한다.
(5) Mechanical seal 각 재질의 내식성 한계를 벗어나는 유체에는 사용하지 않아야 한다.
(6) Pressure –Velocity (PV값) 한계를 초과해서는 안된다.
(7) 온도한계를 초과 하지 말것. Pump를 운전하기 전에 Supply tank에 냉각수를 먼저 순환 시켜야 한다.
(8) Dry running 시키지 말 것. 운전중에는 Seal Chamber내에 Buffer/Barrier fluid가 반드시 채워져 있어야 한다.


(1) Shaft , Stuffing box (Gland) 치수 및 가공 상태 확인
Shaft 또는 Sleeve, Gland 가공 정밀도 하단그림 참조

(2) 축의 축 방향 움직임





베어링의 축방향 흔들림의 허용치에서 펌프의 운전시에만 발생하고 운전 중에는 없는 것으로 하며, 그 허용 범위는 0.2mm 이내로 한다








(3) 축의 흔들림
Stuffing box를 기준으로한 축의 흔들림 측정은 축을 1회전 시켰을 때 게이지 최대치와 최소치의 차로 측정하면 다음과 같은 관계식이 성립 된다.




(4) 축과 스터핑 박스의 동축도
Shaft와 Stuffing box의 동축도는 그림과 같이 측정하고 , 동축도의 허용 범위는 그래프에 따른다.




(5) 축과 스터핑 박스의 직각도
Shaft와 Stuffing box 끝면과의 직각도 측정은 Shaft 1회전 시켰을 때의 게이지 눈금값의 최대치와 최소치의 차로 한다.