가스켓이란?
가스켓(영어: Gasket)은 기기나 구조물, 배관 등에서 내부의 유체 등이 유출되지 않도록 기밀성, 밀폐성을 유지하여 밀봉하기 위한 부품 및 재료입니다.
일반적으로 밀봉하는 목적으로 개스킷과 패킹이 있으며, 개스킷은 주로 ‘움직이지 않는’, ‘움직이지 않는’ 부분에 사용합니다. 반면 패킹은 주로 ‘움직이는’, ‘움직이는’ 부분에 사용됩니다.
가스켓의 사용 용도
그림 1. 가스켓 사용 예시 (1)
가스켓의 사용 용도는 배관용 플랜지나 기계 부품의 접합부, 커버 등 평평한 부분의 틈새를 메우고 밀봉하기 위해 사용됩니다. 밀폐성을 유지하고 밀봉하여 내부 유체의 누출을 방지하는 것이 주된 이유이지만, 접합면의 틈새를 통해 이물질이 혼입되는 것을 방지하는 목적도 있습니다.
그림 2. 가스켓 사용 예시 (2)
일반적으로 가스켓은 접합면 사이에 끼워넣고 나사나 볼트로 조여 그 면압에 의해 밀폐성을 높여 사용합니다.
가스켓의 원리
가스켓은 배관용 플랜지나 기계 부품의 접합부 사이에 끼워져 나사나 볼트로 접합부를 조여 일정한 두께와 모양으로 압축되어 그 면압에 의해 기밀성을 발휘합니다. 따라서 개스킷의 적절한 조임 방법과 조임력은 재질, 두께, 형상, 구조 및 재질 등에 따라 달라집니다다.
특히 배관 플랜지용이나 압력용기 플랜지부의 개스킷은 아래 규격에 따라 조임방법과 관리방법이 규정되어 있습니다. 이러한 규격과 각 제조사의 적정 체결면 압력 등을 참고하여 최적의 체결 관리를 해야 합니다.
- 일본공업규격 JIS B2251:2008 플랜지 이음쇠 체결 방법
- 일본공업규격 JIS B8265:2010 압력용기의 구조 일반사항
- 석유학회 규격 JPI-8R-15-2008 플랜지-볼트 체결 관리
- ASME ASME PCC-1-2013 Guidelines for Pressure Boundary Bolted Flange Joint Assembly
일반적으로 플랜지에 사용하는 경우 유체를 밀봉하기 위해 필요한 체결력은 JIS B8625에 규정된 Wm1: 사용 상태에서의 볼트 하중(체결력), Wm2: 개스킷 체결 시 볼트 하중(체결력)을 사용합니다.
액상 가스켓은 접합면에 도포하고 조이면 균일하게 경화되어 끈적끈적한 박막 상태가 되어 밀폐성을 발휘합니다.
가스켓의 종류
가스켓의 종류는 재질, 형상 및 구조에 따라 다양한 종류가 있습니다. 주요 종류는 아래 표를 참고하시기 바랍니다.
그림 3. 가스켓의 종류
1. 비금속 가스켓
조인트 시트 가스켓
조인트 시트 가스켓은 유리섬유 소재에 고무나 충전재를 첨가하여 압연, 가황하여 시트 형태로 만든 개스킷입니다. 시트형 소재에서 배관용 플랜지나 기계 부품의 접합면 치수나 모양에 맞게 펀칭 가공 또는 절단하여 사용합니다. 치수의 자유도가 높고, 고온, 저온에서 고압, 고압용, 내유성, 내열성이 우수하고 범용성이 높아 다양한 종류가 있어 폭넓게 사용되고 있습니다.
고무-합성고무 시트 가스켓
고무-합성 고무 시트 가스켓은 천연 고무, 니트릴 고무, 실리콘 고무 등의 시트형 개스킷입니다. 필요한 치수와 모양에 맞게 펀칭 가공 또는 절단하여 사용합니다. 비교적 저압, 저온용 유체의 경우에 사용됩니다.
불소수지 PTFE 시트 가스켓
불소수지 PTFE를 압축 성형한 시트형 가스켓입니다. 무기 충진제나 탄소계 충진제를 첨가하여 내열성, 내약품성, 내산성, 내알칼리성을 높인 제품도 있습니다. 부식성이 강한 약품이나 식품용 배관의 플랜지, 장치 등에 사용됩니다.
팽창 흑연 가스켓
흑연을 약품 처리하여 고온에서 가열 팽창시켜 시트 형태로 성형한 가스켓입니다. 필요한 치수와 모양에 맞게 펀칭 가공 및 절단하여 사용합니다. 시트만으로는 강도가 낮기 때문에 강도를 높이기 위해 얇은 스테인리스 강판을 끼우거나 덧대어 보강한 제품도 있습니다.
내열성, 내약품성이 우수하여 일반 배관의 플랜지, 장치 등에 사용됩니다. 또한 침투성이 높은 유체, 극저온 LNG 및 액체 질소용 배관 플랜지 등에도 사용되고 있습니다.
헬러 가스켓
헬룰 가스켓은 위생 배관용 헬룰 플랜지에 적합한 표준 가스켓입니다. 재질은 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM), 불소수지(PTFE), 실리콘 고무 등이 있습니다. 식품 및 의약-화학약품용 배관의 플랜지, 장치 등에 사용됩니다.
2. 반금속 가스켓
그림 4. 세미메탈릭 가스켓
권선형 가스켓
V자형 가스켓은 V자형 단면에 성형한 철 또는 스테인리스 스틸 박판 후프와 같은 모양의 팽창흑연, 불소수지 PTFE, 비석면 종이 등의 완충재를 교대로 감싼 가스켓입니다.
후프와 필러로 구성된 상태가 기본 형태입니다. 기본형 외에 플랜지 접합면의 적절한 위치 설정을 위한 외륜형, 조임력에 의한 변형 감소를 위한 내륜형이 있습니다. 고온, 고압의 증기, 열매유 등의 유체 배관용 플랜지에 사용됩니다.
메탈 자켓 가스켓
메탈 자켓 가스켓은 내열성이 높은 심재(쿠션재)를 얇은 탄소강, 스테인리스강, 구리 또는 모넬(니켈-구리 합금) 판을 피복 금속으로 감싼 개스킷입니다. 고온, 고압, 내산, 내알칼리성 배관용 플랜지와 열교환기, 압력용기 등 기기 접합부에 사용됩니다.
그림 5. 비금속 가스켓, 금속 가스켓, 액상 가스켓
3. 금속 가스켓
금속 가스켓
금속 가스켓은 얇은 연강이나 스테인리스 강판을 골판지 단면으로 구부려 링 모양으로 가공한 ‘금속 골판지 가스켓’, 연강이나 스테인리스 강판의 단판 링 모양의 ‘금속 평판 개스킷’, 평판 뒷면에 원형의 V자형 홈을 가공한 ‘톱니형 개스킷’이 있다. 엔진의 실린더 블록과 실린더 헤드 접합면이나 고온, 고압의 배관용 플랜지 등에 사용됩니다.
링 조인트 가스켓
링 조인트 가스켓은 단조된 금속을 링 모양으로 가공하여 플랜지 접합면의 링 홈에 끼워 넣어 사용하는 가스켓입니다. 링의 단면은 타원형 타원형, 8각형 팔각형, 6각형 다이아몬드 링, 3각형 델타 링, 원형 원형 등이 있습니다.
재질은 연강, 스테인리스강, 모넬(니켈동합금), 티타늄, 알루미늄 등이 있다. 고온, 고압의 증기, 가스, 오일의 배관용 플랜지, 압력 용기 등 기기 접합부에 사용됩니다.
4. 액체 가스켓
액상 가스켓은 빗물 배수의 염화비닐 파이프, 엔진의 접합부 등 다양한 곳에 사용됩니다. 소량의 도포량으로도 효과적이기 때문에 비용이 저렴하고, 접합면과의 친화력이 좋아 낮은 조임면 압력으로 비교적 낮은 가공 정밀도에서도 높은 밀폐성을 가지며, 증압이 필요 없어 작업 효율이 높다는 특징이 있습니다.
유기용제(변성 알키드계, 섬유소 에스테르계, 합성고무계), 무용제(페놀계, 변성 에스테르계, 실리콘계, 아크릴계), 수성 타입(수성 아크릴계) 등의 타입이 있습니다.