O-링이란?
O-링 O-링은 파이프 등에서 유체의 누출을 방지하기 위해 사용하는 씰입니다.
단면이 원형으로 O자 모양을 하고 있어 이렇게 불립니다. 씰링하는 부분의 부재로 압착하여 사용하기 때문에 재질은 고무나 실리콘 등 탄력이 있는 것이 주를 이룹니다.
개스킷이나 패킹 등과 비슷한 용도로 사용되지만, O-링은 사용방법이나 제거 등 유지보수의 용이성, 저렴한 가격 등의 이유로 다양한 곳에서 널리 사용되고 있습니다.
O-링의 사용 용도
O-링은 파이프 등에서 유체의 누출을 방지하기 위한 밀봉재로 사용합니다. 또한, 전자현미경과 같이 고진공이 필요한 기기 내부에 가스가 들어가지 않도록 하기 위해서도 사용됩니다.
O-링은 사용 시 링을 위한 홈이 필요합니다. 이는 밀봉을 위해 오링을 압착하여 사용해야 하기 때문에 오링이 적절한 모양으로 변형되거나 적절한 압력을 가할 수 있도록 하기 위해서 입니다.
또한 개스킷이나 패킹과 달리 O-링은 고정식 또는 가동식으로 사용할 수 있습니다. 이때 사용 부위에 따라 적절한 경도의 O링을 선택하는 것이 중요합니다.
O-링의 원리
그림 1. O-링의 원리
O-링은 압착에 의해 변형되어 씰링 부분의 틈새를 막고, 압착 시 반발력에 의해 씰링이 이루어집니다. 따라서 O-링은 설치용 홈에 끼워서 사용합니다. O-링에 압력을 가하면 O-링은 홈에서 튀어나오는 방향으로 변형됩니다. 따라서 홈이 너무 크면 O-링이 부재 밖으로 튀어나와 그 부분부터 열화가 진행되어 결국 씰링 기능을 상실하게 됩니다.
또한, 유체 압력이 높아지면 그 압력으로 인해 O-링이 밀려나와 돌출로 인해 씰링 기능이 저하됩니다. 백업 링을 사용하면 O-링의 돌출을 방지할 수 있으며, 유체 압력이 6.9MPa 이상에서는 백업 링을 사용하는 것이 바람직합니다.
또한, 사용 부분의 부재로 오링을 압착할 때는 변형으로 인한 밀봉을 보장하기 위해 압착 여유를 고려하여 홈 깊이를 결정해야 합니다. 적절한 홈 깊이와 O링의 두께(단면 직경)는 JIS 표준을 참고하면 쉽게 선정할 수 있는데, JIS 표준에서는 O-링의 압착률이 두께의 약 8~30%가 되도록 홈 치수를 규정하고 있습니다.
JIS 규격에는 O-링의 종류와 용도에 따라 재질과 경도도 정해져 있기 때문에 용도에 맞는 사용법이 요구됩니다.
O-링의 기타 정보
1. O-링의 재질
O-링에 사용되는 재질의 일례를 소개합니다.
NBR (니트릴 고무)
O-링에 사용되는 가장 일반적인 소재입니다. 내유성과 내마모성이 우수하고 안정적인 내열성을 가지고 있습니다. 일반적인 산업 기계에 사용되고 있습니다. 단, NBR 중에서도 JIS 규격, ISO 규격에 있는 재료 번호에 따라 성능이 더욱 세분화되어 있기 때문에 선정 시에는 규격 확인 후 적합한 재질을 검토해야 합니다.
FKM (불소고무)
내열성, 내유성이 우수한 소재입니다. 재질 번호에 따라 내산성, 내알칼리성이 우수한 것이 있어 약액을 취급하는 기기에 널리 사용되고 있습니다. 또한 고압 기기에 사용되거나 저온 기기에 사용되는 경우도 있습니다. 가격은 NBR에 비해 높습니다. 이 역시 NBR과 마찬가지로 재료 번호에 따라 성능이 세분화되어 있기 때문에 규격과 용도를 확인하여 재질을 결정해야 합니다.
FFKM (퍼플로우 엘라스토머)
내열성이 우수하고 합성고무 중 내화학성이 가장 우수한 소재입니다. 통칭 퍼프로입니다. 약품에 의한 O-링의 팽창이 잘 일어나지 않는 소재입니다. 가격은 FKM보다 더 비싸며, 크기에 따라 다르지만 10만원 전후~/개라는 놀라운 가격입니다. 위험물 등 절대적으로 누출을 막아야 하는 경우 등에 도입하고 있습니다.
주요 메이커에서 각종 O-링이 생산, 판매되고 있습니다. 선정 시에는 과거 실적이나 재고관리 측면에서도 통일성을 가지면서 적절히 선정해야 합니다.
2. O-링의 규격 (P, G, V)
O-링에는 다양한 규격이 있는데, 여기서는 그 중 일부를 소개합니다. 일반적으로 사용 빈도가 높은 O-링은 P-〇〇, G-〇〇, V-〇〇 등으로 표기되어 있습니다. 각각의 머리글자에는 다음과 같은 의미가 있어 사용 목적에 따라 구분하여 사용합니다.
- P (Packing의 머리글자)
운동용, 고정용 O-링으로 사용됩니다. - G (Gasket의 머리글자)
고정용 O-링으로 사용됩니다. - V (Vacuum의 머리글자)
진공용 O-링으로 사용됩니다. 모두 선의 두께으로 구분할 수 있습니다. 또한 각 규격별로 대응표가 있으므로 선정 시 확인이 필요합니다.