유압 파워 유닛이 일주일에 오일 1리터씩 손실되기 시작합니다. 정비팀은 필터 하우징의 O-링을 창고 보관함에 있는 것으로 교체하고, 누유는 한 달간 멈췄다가 다시 발생합니다. 보관함의 재질은 EPDM입니다. 유체는 광물성 유압유입니다. 링은 약 20퍼센트 팽윤되어 물러졌고, 하우징을 조일 때 그루브에 의해 잘리고 있습니다. 누구도 의도적으로 잘못된 재질을 선택하지 않았습니다. 부품 번호는 똑같아 보였고 보관함이 더 가까웠을 뿐입니다.
NBR과 EPDM은 외관이 같고 가격도 비슷하지만, 가장 중요한 두 가지 특성에서는 정반대입니다. NBR은 오일용 엘라스토머입니다. EPDM은 물, 증기, 내후성 엘라스토머입니다. 이 둘 사이의 거의 모든 선택 오류는 누군가가 그 경계를 넘는 것에서 비롯됩니다 — 어느 방향으로든.
이 비교는 하나의 질문으로 호환성 규칙을 알려주고, 그 뒤에 있는 수치와, 어느 재질도 충분하지 않을 때를 판단하기 위한 비용 계산을 제시합니다.
결론을 내리는 질문
유체가 극성입니까, 비극성입니까? 그것이 판단 기준입니다. NBR은 탄화수소 폴리머로 탄화수소 유체를 용해시킵니다. 아크릴로니트릴기가 오일에 저항하는 극성을 부여하기 때문에 비극성 매체에서 견딥니다. EPDM은 포화된 비극성 골격을 가지고 있어 그러한 저항력이 없습니다 — 광물유, 디젤, 그리스, 등유 모두 EPDM을 팽윤시켜 강도를 잃게 합니다.
실무적으로: 오일, 연료, 그리스, 탄화수소 용제는 NBR로 갑니다. 물, 증기, 글리콜 냉각수, 브레이크액, 케톤, 알코올, 실외 공기는 EPDM으로 갑니다. 응용 분야가 둘 다인 경우 — 세척 라인이 윤활유 미스트에도 노출되는 경우 — 씰에 가장 자주 닿는 유체를 기준으로 선택하며, 아마도 FKM을 검토해야 할 것입니다.
나란히 비교
| 속성 | NBR(니트릴) | EPDM |
|---|---|---|
| 연속 사용 온도 | -40 ~ +100 °C (단시간 120 °C) | -50 ~ +150 °C (피크 175 °C, 과산화물 경화 등급) |
| 광물유, 디젤, 그리스 | 우수 | 부적합 — 50% 이상 팽윤 및 연화 |
| 물 및 증기 | 보통; 고온 증기에서 가수분해 | 우수, CIP 및 SIP 증기 포함 |
| 오존 및 UV | 불량 — 실외에서 수 주 내 균열 | 우수, 사실상 영향 없음 |
| 케톤, 에스테르, 알코올 | 불량 | 양호에서 우수 |
| 내마모 및 인열 | 양호에서 우수 | 보통 — NBR보다 약함 |
| 100 °C에서의 압축 영구 변형 | 15–25% | 15–25% |
| 상대적 화합물 비용 | 1.0 | 1.1–1.3 |
수치는 70 Shore A 생산 배합 기준의 일반값입니다. 온도 극한은 특정 배합에 따라 달라집니다. 저온용 NBR은 -55 °C에 도달할 수 있고, 과산화물 경화 EPDM은 단시간 동안 175 °C를 견딜 수 있습니다.
온도가 비용을 좌우하는 지점
두 연속 사용 온도 등급 사이의 50 °C 차이는 가장 비용이 많이 드는 차이입니다. 씰 교체 빈도를 결정하기 때문입니다. 오일에서 90 °C라면 NBR은 견딥니다. 오일에서 120 °C라면 NBR은 사용 범위의 한계에 있습니다. 경화되고 신율을 잃으며, 수천 시간 내에 압축 영구 변형이 40퍼센트를 넘어 상승합니다. EPDM은 120 °C를 편안하게 감당하겠지만 — 온도가 문제가 되기 훨씬 전에 오일에서 팽윤할 것입니다.
오일 사용 환경의 실무 규칙은 NBR이 100 °C 재질이며 그 이상은 EPDM이 아니라 FKM의 영역이라는 것입니다. 물 및 물-글리콜 사용 환경에서는 EPDM이 150 °C 재질이고 NBR은 90 °C 재질입니다. 두 경우 모두 화학적 성질에서 이기는 재질이 온도 상한을 결정합니다.
유체별 호환성
| 유체 또는 조건 | NBR | EPDM | 의심스러울 때 대신 사용할 재질 |
|---|---|---|---|
| 광물성 유압유, HL/HLP | 우수 | 부적합 | — |
| 디젤, 등유, 가솔린 | 양호 | 부적합 | 가솔린 혼합물에는 FKM |
| 물, 냉수 및 90 °C까지의 온수 | 양호 | 우수 | — |
| 150 °C까지의 포화 증기 | 부적합 | 우수 | 150 °C 초과 시 FEPM |
| 글리콜 냉각수 (EG, PG) | 양호 | 우수 | — |
| 브레이크액 DOT 3/4 | 부적합 | 표준 선택 | — |
| 인산 에스테르 (HFD) | 부적합 | 양호 | 초고온에는 부틸 |
| 물-글리콜 HFC | 양호 | 양호 | — |
| 케톤, MEK, 아세톤 | 부적합 | 양호 | — |
| 고온 아민 및 암모니아 | 양호 | 양호 | 고농도 사용 환경에는 FFKM |
| 실외, 오존, UV | 부적합 | 우수 | — |
| 모터 및 용접기에서 발생하는 오존 | 부적합 | 우수 | — |
사람들이 자주 놓치는 두 가지 항목이 있습니다. 브레이크 오일은 글리콜 기반이므로 모든 자동차 브레이크 시스템이 EPDM을 사용하며, 선의로 캘리퍼에 NBR 링을 장착한 정비사가 제조 결함처럼 보이는 고장을 일으키는 이유이기도 합니다. 인산 에스테르 유압유(항공 및 일부 터빈 제어 시스템)는 NBR을 완전히 파괴하며, 유압 시스템에서 EPDM을 지정해야 하는 몇 안 되는 주류 이유 중 하나입니다.
데이터시트가 아니라 고장을 읽으십시오
씰이 사용 중단되어 나올 때, 그 손상은 어떤 실수가 있었는지 알려줍니다.
부풀고, 무르고, 끈적이며, 강한 용제 냄새. EPDM에서 비극성 유체와의 화학적 비호환, 또는 NBR에서 케톤, 에스테르, 인산 에스테르와의 비호환. 부피 팽윤이 15퍼센트를 넘으면 정적 씰은 불합격이고, 동적 씰은 10퍼센트를 넘으면 불합격입니다. 측정하십시오: 코드를 25mm 길이로 잘라내거나 O링 전체를 사용하여, 사용 온도에서 72시간 침지 전후로 무게와 치수를 측정하십시오.
단단하고, 갈라지며, 늘리면 벌어지는 미세 균열이 있음. 열 노화 또는 오존. 야외의 NBR, 또는 120°C 오일 속의 NBR 모두 이렇게 보입니다. 오존 균열은 보통 늘리는 방향에 수직으로 나타나며 패턴을 보이고, 열 균열은 더 무작위적이며 부품 전체가 균일하게 단단해집니다.
접촉면이 눌려 평평해졌으나 그 외에는 온전함. 압축 영구 변형. 두 재료 모두 온도 한계에서 이렇게 되며, “멀쩡해 보이는” 씰이 누설되는 가장 흔한 이유입니다.
한쪽이 깎여 나가고 재료 조각이 떨어져 나감. 압출 또는 설치 손상. 재료 선택으로는 거의 해결되지 않으며, 간극, 모따기, 백업 링이 해결합니다.
비용 산술
EPDM은 동일한 크기와 경도에서 NBR보다 부품당 약 10~30퍼센트 더 비쌉니다. 그 차이는 계획에 없던 한 번의 정지 비용에 비하면 무의미하며, 따라서 결정은 단가가 아니라 연간 비용을 기준으로 내려야 합니다.
| 시나리오 | NBR | EPDM | FKM |
|---|---|---|---|
| 동일 크기 기준 상대 부품 가격 | 1.0 | 1.2 | 3.5 |
| 물-글리콜 환경 110°C에서의 예상 수명 | 6~9개월 | 3~5년 | 3~5년 |
| 5년간 교체 횟수 | 7–10 | 1 | 1 |
| 5년간 상대 부품 비용 | 7–10× | 1.2× | 3.5× |
| 5년간 다운타임 발생 횟수 | 7–10 | 0–1 | 0–1 |
예시 산술이며 견적이 아닙니다. 자체 부품 가격, 인건비, 다운타임 비용을 대입하십시오. 순위는 거의 바뀌지 않습니다.
110°C 오일 환경에서는 표가 뒤집힙니다. NBR은 적용 범위를 벗어나고, EPDM은 비호환이며, 부품 가격이 3.5배인 FKM이 저렴한 선택이 됩니다. 살아남는 유일한 재료이기 때문입니다. 이것이 이 비교에서 “더 지불한다”는 의미입니다. 프리미엄 재료에 돈을 내는 것이 아니라, 유체와 화학적으로 일치하는 재료에 돈을 내는 것입니다.
두 재료 모두 통하지 않는 경우
세 가지 흔한 상황은 두 열 모두에 속하지 않습니다. 120°C 이상의 고온 오일: FKM, 또는 마모도 문제인 경우 HNBR. 공격적인 용제 또는 방향족 환경: FKM, 또는 케톤과 에스테르용 PTFE 캡슐화 링. 고온 아민 및 가성 환경: EPDM이 FKM보다 낫지만 150°C 이상에서는 FFKM이 내구성 있는 답입니다.
혼합 사례도 있습니다. 80°C에서 가성 용액으로 장비를 세척한 뒤 식물성 오일을 통과시키는 식품 공장입니다. EPDM은 세척은 견디지만 오일에서 팽윤하고, NBR은 오일은 견디지만 가성 용액에서 열화됩니다. 일반적인 해결책은 교체용 씰입니다. 세척 주기에는 EPDM, 생산에는 NBR 또는 FKM을 사용하며, 색상으로 구분된 두 세트를 씁니다. 단일 특수 컴파운드보다 저렴하고 잘못 장착할 가능성도 없앱니다.
성능을 바꾸는 주문 세부 사항
재료 계열이 맞으면, 세 가지 사양 항목이 두 공급업체의 부품이 동일하게 작동하는지를 결정합니다.
NBR의 아크릴로니트릴 함량. 표준 26퍼센트 ACN은 내유성과 저온 유연성의 균형을 제공합니다. 33~41퍼센트는 방향족 및 연료 환경에서 팽윤에 더 잘 견디지만 링을 단단하게 만들고, 18퍼센트는 저온용이며 내유성을 포기합니다. “NBR 70”만 적힌 도면은 컴파운더에게 선택을 맡기며, 저렴한 선택이 옳은 경우는 드뭅니다.
EPDM의 가황 시스템. 황 가황은 더 저렴하고 물과 내후성에는 충분합니다. 과산화물 가황은 증기, CIP/SIP 주기, 그리고 150°C에서의 압축 영구 변형이 중요한 모든 용도에 필요합니다. 가격 차이는 작지만 수명 차이는 그렇지 않습니다.
음용수 및 식품 접촉 인증. EPDM은 음용수(NSF/ANSI 61) 및 FDA 21 CFR 177.2600 또는 EU 10/2011에 따른 식품 접촉용으로 흔히 선택됩니다. 회사가 아니라 컴파운드에 대한 인증서를 요청하십시오.
경도는 별도의 항목으로 다룰 가치가 있습니다. 70에서 90 Shore A로 올리면 고압에서 압출 위험이 줄지만 저온에서 밀봉력을 약 30퍼센트 잃고, 링을 비틀리지 않고 설치하기 어려워집니다. 1~10MPa의 정적 플랜지에는 두 재료 모두 70 Shore A가 적절한 기본값입니다. 20MPa 이상의 동적 피스톤 씰에는 90 Shore A에 백업 링을 더한 것이 70 Shore A 단독보다 낫습니다. 90 Shore A의 EPDM은 긁힌 보어에서 NBR보다 눈에 띄게 관대하지 않으며, 이는 실제로 EPDM이 정적 및 내후성 씰 재료로 쓰이는 경향이 있는 또 하나의 이유입니다.
핵심 요약
- 오일, 연료, 그리스에는 NBR; 물, 증기, 글리콜, 브레이크 오일, 케톤, 야외 노출에는 EPDM. 극성/비극성 질문이 몇 초 만에 결정합니다.
- NBR은 오일에서 100°C 재료이고 물에서 90°C 재료입니다. EPDM은 150°C 재료이지만, 유체가 허용하는 경우에만 그렇습니다.
- EPDM은 부품당 10~30퍼센트 더 비싸지만 교체를 피함으로써 그 다섯 배를 회수할 수 있습니다. FKM은 3.5배 비싸지만 오일 온도가 120°C를 넘으면 더 저렴한 선택이 됩니다.
- 팽윤은 잘못된 화학을, 경화와 균열은 열이나 오존을, 평평해짐은 압축 영구 변형을 의미합니다. 재주문 전에 진단하십시오.
- NBR에는 ACN 함량을, EPDM에는 가황 시스템을, 음용수나 식품에 닿는 모든 것에는 인증서를 지정하십시오.
두 재료 모두 70 및 90 Shore A의 표준 범위에 있으며, FDA 및 NSF 대응 컴파운드를 요청 시 제공합니다. 시작하십시오: O-링 및 X-링 제품군 인치 및 미터법 사이즈는 공압 씰 제품군 유체가 아닌 공기 용도라면 맞춤형 제품, 을 참조하시고, 유압 피스톤 씰 범위 는 NBR, HNBR, FKM의 오일 측 대응 제품을 다룹니다.
기본 폴리머 데이터는, Zeon 가 NBR과 EPDM을 모두 생산하고 등급별 물성표를 공개합니다. Trelleborg 는 비교 가능한 재료 개요를 제공하며, Hallite 유압 밀봉에 특화된 유체 호환성을 문서화합니다. 특이한 매체를 빠르게 확인하는 데 유용한 유통업체의 호환성 차트는 다음에서 확인할 수 있습니다 Seal Sales; 라인 콜아웃 요구 사항은 다음을 참조하십시오 ASTM D2000.