금속 나선형 와셔는 산업 파이프라인 시스템 및 장비 플랜지에서 고성능 밀봉 구성 요소로 널리 인식됩니다. 그들의 독특한 복합 구조와 재료 조합은 고온, 고압 및 매체 부식과 같은 열악한 작업 조건에 적응할 수 있게 해줍니다. 아래는 **재료 선택**, **구조 설계**, 및 **화학적 특성**의 관점에서 자세한 소개입니다:  

##일,금속 나선형 와셔의 재료 선택  

Metal Spiral wound gaskets의 성능은 두 가지 핵심 재료의 합리적인 조합에 크게 의존합니다: **metal winding strip** (구조적 지지 및 강도를 제공)과 **filler material** (밀봉 성능 보장). 재료 선택은 작업 온도, 압력, 매체 유형 및 내식성 요구 사항과 같은 요인에 의해 결정됩니다. 

 ### 1. 금속 감기 스트립 재료 

금속 스트립은 개스킷의 "골격" 역할을 하여 기계적 강도, 온도 저항 및 부식 저항을 제공합니다. 일반적인 재료는 다음과 같습니다:  

- **탄소강 (CS)** 

  - **적용 범위**:일반 산업 파이프라인에서 저온(≤300℃) 및 비부식성 매체(공기, 물 및 기름 등)에 적합합니다. 

  - **장점**:저렴한 비용, 높은 기계적 강도, 그리고 쉬운 가공. 

  - **제한 사항**:부식 저항성이 낮음; 습기 있는 환경이나 부식성 환경에서 녹이 쉽게 발생하여 산성, 알칼리성 또는 염분이 포함된 매체에 적합하지 않음.  

- **스테인리스 스틸 304/304L** 

  - **적용 범위**:중온(≤600℃) 및 약한 부식 환경에서 널리 사용되며, 식품 가공, 제약 장비 및 수처리 파이프라인과 같은 분야에서 사용됩니다. 

  - **장점**:우수한 대기, 물 및 약산/알칼리에 대한 부식 저항; 고온에서의 좋은 산화 저항. 

  - **304L 특징**:304보다 낮은 탄소 함량으로, 용접 또는 고온 사용 후 결정립 간 부식의 위험을 줄입니다.  

- **스테인리스 스틸 316/316L** 

  - **적용 범위**:강한 부식성 매체(예: 해수, 염소 함유 용액, 황산 및 인산)와 고온 환경(≤650℃)에 적합하며, 일반적으로 화학, 해양 및 석유화학 산업에서 사용됩니다. 

  - **장점**:몰리브덴 원소가 추가되면 피팅 부식 및 틈새 부식에 대한 저항력이 크게 향상되며, 304보다 전반적인 부식 저항력이 더 우수합니다.  

- **특수 합금** 

  - **Inconel (예: 600/625)**:고온(≤1000℃) 및 강한 부식(예: 질산, 고온 용융염)에 저항성이 있으며, 항공우주 및 고온 화학 반응기에 사용됩니다. 

  - **Hastelloy (예: C276)**:강한 산(염산, 황산) 및 염화물 부식에 대한 우수한 저항력, 극한 화학 환경에 적합합니다. 

  - **타이타늄 (Ti)**:경량, 고강도, 해수, 염소 및 대부분의 유기산에 저항성이 있지만, 비용이 더 높으며, 고급 내식성 시나리오에서 사용됩니다.  

### 2. 충전재 

충전재는 금속 스트립에 감싸져 있으며, 플랜지 표면의 불규칙성을 채워 탄력성과 밀봉 성능을 제공합니다. 일반적인 충전재에는 다음이 포함됩니다:  

- **비석면 섬유** 

  - **구성**:일반적으로 무기 섬유(유리 섬유, 세라믹 섬유)와 유기 바인더가 혼합되어 있으며, 환경 기준을 준수합니다(석면 없음). 

  - **성능**: 우수한 온도 저항(≤400℃), 저렴한 비용, 일반적인 물, 증기 및 오일 매체에 적합합니다.  

- **흑연** 

  - **유형**:자연 흑연 또는 확장된 흑연은 종종 강도를 높이기 위해 수지 또는 금속으로 침투됩니다. 

  - **장점**:우수한 고온 저항성 (순수 흑연 ≤600℃ 산화 환경에서, ≤1000℃ 환원 환경에서), 좋은 화학적 비활성 (대부분의 산, 알칼리 및 유기 용매에 저항), 높은 압축성. 

  - **신청**:석유화학, 전력 및 금속 산업의 고온, 고압 파이프라인 및 장비에서 널리 사용됩니다.  

- **PTFE (폴리테트라플루오로에틸렌)** 

  - **장점**:거의 모든 화학물질에 대한 부식 저항(용융 알칼리 금속 및 플루오르 가스를 제외하고), 낮은 마찰 계수 및 비점착성 표면. 

  - **제한 사항**:열 저항이 낮음 (≤260℃), 장기 압력 하에서 높은 냉간 유동 경향. 

  - **신청**:화학 및 제약 산업에서 저온, 강한 부식성 매체(예: 불화수소산, 염소 가스)에 적합합니다. 

 - **세라믹 섬유** 

  - **성능**:초고온 저항(≤1200℃), 우수한 열 절연성, 그러나 낮은 탄성 및 취성. 

  - **신청서**:고온 내화성이 요구되는 고온 용광로, 보일러 및 가마 플랜지에 사용됩니다.  

##이.금속 나선형 감긴 가스켓의 구조 설계  

구조 설계는 개스킷의 밀봉 효과, 압력 저항 및 설치 적응성에 직접적인 영향을 미칩니다. 일반적인 구조 유형에는 다음이 포함됩니다: 

 ### 1. 기본 권선 구조 

- **Winding Form**: 감는 형태금속 스트립과 필러는 나선형으로 번갈아 감겨져, 교차하는 봉우리와 계곡이 있는 동심원 원형 단면을 형성합니다. 이 구조는 가스켓이 플랜지 압력 하에서 탄성으로 변형될 수 있게 하여, 플랜지 표면과의 밀접한 접촉을 보장합니다. 

- **내부/외부 링**: 

  - **내부 링 (중심 링)**:금속 스트립과 동일한 재질로 제작되어 설치 중에 필러가 파이프라인으로 눌려 들어가는 것을 방지하고, 중심을 유지하며 압력 저항을 향상시킵니다. 고압 시스템(클래스 600 이상)에서는 필수입니다. 

  - **외부 링 (가이드 링)**:가스켓 설치 중 정렬 불량을 방지하고, 권선층을 손상으로부터 보호하며, 가스켓의 과도한 압축을 제한합니다.  

### 2. 일반 구조 유형

### 3. 주요 구조 매개변수 

- **Winding Density**: 권선 밀도단위 길이당 나선 회전 수; 밀도가 높을수록 밀봉 안정성이 향상되지만 탄력성이 감소합니다. 

- **Thickness**: 두께일반적인 두께는 3mm, 4.5mm, 6mm 등이며, 플랜지 홈 깊이와 압력 요구 사항에 따라 선택됩니다. 

- **표면 마감**:금속 표면은 일반적으로 부식 저항을 향상시키기 위해 처리되지 않거나 패시베이션 처리됩니다. 

##삼、금속 나선형 와셔의 화학적 특성   

화학적 특성은 금속 스트립과 필러의 조합에 따라 달라지며, 이는 다양한 매체에 대한 적응성을 결정합니다: 

### 1. 내식성 

- **매체 호환성**: 

  - 316L 스테인리스 스틸 스트립이 포함된 흑연 가스켓은 유기산, 알칼리 및 염수 용액에 대해 우수한 저항성을 보이지만, 흑연이 산화될 수 있으므로 강한 산화 매체(예: 농축 질산)에는 적합하지 않습니다. 

  - 티타늄 스트립이 포함된 PTFE 가스켓은 불화수소산 및 염소 가스와 같은 강한 부식성 매체에 이상적이지만, PTFE는 일부 유기 용매(예: 케톤)에서 팽창할 수 있습니다. 

  - 세라믹 섬유 필러가 포함된 인코넬 합금 스트립은 고온 용융 염과 황 함유 가스에 저항하며, 석유 화학 고온 반응기에 적합합니다. 

 - **환경 적응성**:  

  - 스테인리스 스틸 304/316 가스켓은 대기 부식에 강하며 야외 또는 습한 환경에서 사용할 수 있습니다. 

  - 탄소강 가스켓은 습한 조건에서 녹이 잘 슬며 비부식성 매체에서 단기 사용을 위해 방청 코팅(예: 아연 도금)이 필요합니다. 

 ### 2. 고온 저항 

- **연속 작동 온도**:  

  - 비석면 가스켓: ≤400℃; 

  - 흑연 충전 개스킷: 304 스트립 ≤600℃, 인코넬 스트립 ≤1000℃; 

  - 세라믹 섬유로 채워진 가스켓: 인코넬 스트립 ≤1200℃. 

- **열 안정성**: 금속 스트립은 고온에서 구조적 강도를 유지하며, 필러(예: 흑연)는 산화 및 분해에 저항하여 경화나 균열이 발생하지 않도록 보장합니다. 

 ### 3. 압력 저항 

- **압력 하에서 밀봉**:금속 스트립은 플랜지 압력을 저항할 수 있는 강성을 제공하며, 필러는 간극을 메우기 위해 변형되어 가스켓이 고압 환경(특별 설계의 경우 최대 클래스 2500 또는 42MPa)에 적응할 수 있도록 합니다. 

- **압축 및 반발**:나선형 구조는 압력 하에서 탄성 변형을 허용하여 온도나 압력 변동으로 인한 약간의 플랜지 변위가 있어도 밀봉 성능을 유지합니다. 

### 4. 화학 성능의 한계 

- **강한 산화제에 대한 민감성**:흑연 필러는 농축 질산이나 고온 산소 환경에서 쉽게 산화되어 성능 저하를 초래합니다. 

- **PTFE의 차가운 흐름**:PTFE 필러는 장기간 고압 하에서 냉간 흐름을 나타낼 수 있으며, 이로 인해 밀봉 효과가 감소하고 주기적인 재조임이 필요합니다. 

- **갈바닉 부식 위험**: 부식성 매체에서의 이종 금속 접촉(예: 스테인리스 스틸 개스킷이 있는 탄소강 플랜지)은 갈바닉 부식을 유발할 수 있으며, 이에 따라 재료 선택을 일치시켜야 합니다.