신뢰성 있는 밀봉 연결을 위한 최적의 유압 호스 피팅 및 플랜지

유압 시스템에는 펌프, 모터, 밸브, 실린더에 연결되는 유압 호스 등 여러 공통 요소가 있습니다. 이러한 연결 부위는 가압 유압 유체를 밀봉하고 오염 물질 유입을 차단하며, 진동과 충격 하중이 가해져도 연결 상태를 유지해야 합니다. 유압 호스 커넥터의 가장 대표적인 두 가지 범주는 피팅과 플랜지이며, 시스템에 적합한 것을 선택하려면 둘의 차이점과 각각의 최적 적용 분야를 이해해야 합니다.

피팅과 플랜지: 차이점은 무엇인가?

피팅과 플랜지는 모두 유압 시스템 내에서 호스를 다른 구성 요소에 연결하는 조인트입니다. 또한 둘 다 탈착이 가능하도록 설계되어(영구 연결을 원하지 않는 한), 유압 시스템을 쉽게 수리하고 유지보수할 수 있습니다. 하지만 여기에서 유사점은 끝납니다.

가장 큰 차이점은 밀봉 방식입니다. 피팅은 결합되는 두 절반의 나사를 조여 연결과 밀봉을 달성하는 반면, 플랜지는 두 결합면의 플랜지를 볼트로 체결하여 연결합니다. 밀봉을 달성하는 방식에서도 상당한 차이가 있습니다. 이러한 기본적인 설계 차이 때문에 모든 작동 조건에 동일하게 적합하지는 않습니다.

유압 호스 피팅

피팅의 두 가지 주요 유형은 전금속(올메탈) 타입과 O-링 타입입니다. 전금속 연결에서는 금속 대 금속 접촉을 통해 가압 유체에 대한 밀봉이 이루어지며, O-링 유압 호스 피팅은 두 결합면 사이에 O-링을 압축하여 가압 밀봉을 형성합니다. 모든 호스 피팅은 테이퍼 나사를 가지고 있으며, 양쪽 피팅 절반의 테이퍼 나사를 서로 강제로 조여 발생하는 응력을 이용해 신뢰성 있는 밀봉을 달성합니다. 또한 이들은 기계적 조인트로 간주됩니다.

전금속 피팅

전금속 피팅에는 플레어 피팅과 플레어리스 피팅이라는 두 가지 기본 범주가 있습니다. 플레어 피팅은 전금속 피팅의 하위 범주로 기존 피팅보다 개선된 형태입니다. 플레어 피팅의 너트를 조이면 피팅이 유압 호스의 플레어된 끝부분으로 당겨져 매우 강력한 밀봉이 형성됩니다. 이 피팅은 얇은 벽에서 중간 벽 두께의 유압 호스에 가장 적합하며, 최대 3 ksi(약 207 bar)의 작동 압력에서 우수한 성능을 발휘합니다.

플레어리스 피팅은 미국에서 비교적 덜 사용됩니다. 이 전금속 피팅은 플레어 대신 페럴(ferrule)을 사용하여 밀봉 방식을 어느 정도 변경합니다. 너트를 처음 조이면 페럴이 유압 호스의 외주면에 접촉하고, 더 조이면 페럴이 호스 외주면을 관통하기 시작합니다. 플레어리스 피팅은 플레어 피팅과 동일한 권장 작동 조건을 가집니다.

O-링 피팅

대부분의 전금속 피팅은 누유 가능성이 있습니다. O-링 피팅을 선택하지 않는 한 말이죠. 이 피팅에서는 O-링 실을 사용하여 피팅의 누유 저항성을 높입니다.

대표적인 O-링 피팅 유형은 보스 피팅과 FFOR(페이스 실 또는 플랫페이스 O-링 피팅)입니다. 보스 피팅은 커넥터의 수나사 측 나사와 렌치 플랫 사이에 O-링이 단단히 장착되어 있습니다. 피팅을 조이면 O-링이 압축되어 암포트 측에 대해 내압성, 누유 방지 밀봉이 형성됩니다.

FFOR 피팅에서는 수나사 측의 움푹 들어간 원형 홈에 O-링이 고정되어 있으며, 암나사 측과 이 O-링 사이에서 밀봉이 형성됩니다. 캡티브 스레드 너트를 돌리면 O-링이 양쪽 사이에서 압축되어 매우 효과적인 밀봉을 달성합니다.

유압 호스 피팅의 장점

O-링 피팅은 수나사와 암나사 측이 접촉할 때 발생하는 O-링 압축의 밀봉 효과 덕분에 전금속 피팅에 비해 누유 확률이 현저히 낮습니다. 또한 O-링 피팅은 진동과 온도 변화의 영향을 훨씬 덜 받습니다. 일반적으로 유압 호스 피팅은 호스 외경(OD)이 1인치 미만인 한 좁은 공간에서도 조립(및 분해)이 매우 쉽습니다.

유압 호스 플랜지

일반적인 호스 플랜지는 플랜지 헤드, 플랜지 클램프, O-링, 볼트의 네 부분으로 구성됩니다. 볼트는 플랜지 클램프를 관통하여 플랜지 헤드의 평평한 면에 있는 탭 구멍으로 들어가거나, 두 플랜지를 서로 볼트로 체결합니다. 볼트를 조이면 플랜지 헤드가 홈에 들어 있는 O-링을 포트 평면으로 압축하여 누유 없는 밀봉을 형성합니다. 두 플랜지를 볼트로 체결하는 경우 O-링 또는 가스켓이 접촉하는 두 면 사이에 위치합니다.

호스 플랜지는 일반적으로 볼트의 개수와 배열에 따라 분류됩니다. 가장 흔히 사용되는 것은 직사각형 4볼트 플랜지(SAE 코드 61 및 62 플랜지로 각각 5 ksi 및 6 ksi 처리 가능, 캐터필러 플랜지)와 정사각형 4볼트 플랜지입니다. 또한 다양한 맞춤형 배열과 OEM 전용 플랜지도 존재합니다. 스플릿 플랜지는 기존 시스템에 비교적 쉽게 설치할 수 있습니다.

플랜지의 장점

플랜지는 어댑터 없이도 호스를 연결하기 훨씬 쉽게 만들며, 그 설계 덕분에 가혹한 작업 환경에서도 풀림에 매우 강합니다. 또한 매우 제한된 공간에서도 조립할 수 있고, 피팅에서 종종 발생하는 과도한 토크 없이도 안전한 연결을 달성할 수 있습니다.

어떤 것을 사용해야 할까?

피팅은 소구경 호스(외경 < 1인치)에 가장 효과적입니다. 또한 큰 호스는 안전한 연결을 위해 상당한 토크가 필요하므로, 작은 호스에 설치하기가 쉽습니다. 전금속 피팅은 기술자가 설치할 충분한 공간만 있으면 잘 작동합니다. 그러나 진동이나 고압이 존재하는 경우 O-링 피팅이 최선의 선택일 가능성이 높으며, 설치도 더 쉽습니다.

반면 플랜지는 대구경 호스(외경 > 1인치)에 가장 적합하며, 고압, 진동, 충격 하중 등 가혹한 힘에 노출되는 경우에 이상적입니다. 렌치 스윙 클리어런스가 충분하지 않은 구역에서의 설치에도 적합합니다.

피팅 및 플랜지에 사용되는 재료

유압 연결부에 사용되는 재료는 강하고 내구성이 있으며 부식에 강해야 합니다(도금으로 달성 가능). 따라서 대부분의 피팅은 스테인리스강, 황동, 알루미늄 합금, 탄소강 같은 금속으로 제작됩니다. 연결 재료 선택은 작동 압력과 온도, 사용되는 유압 유체 유형, 부식에 기여할 수 있는 환경 조건, 유압 호스 크기 등의 요인에 따라 달라집니다.

O-링이 사용되는 경우(O-링 피팅 또는 플랜지), 연결부의 최대 유효 온도는 O-링 제작 재료에 의해 제한됩니다. 따라서 유압 호스 연결을 지정하거나 선택할 때 O-링 재료 선택이 매우 중요합니다. 또한 O-링 피팅과 플랜지에는 수명이 있으며, 이 수명은 O-링 재료에 기반하고 온도, 습도, 햇빛 노출의 영향을 받습니다. O-링은 부틸 고무, Buna-N, Buna-S, 실리콘, 바이톤(Viton), 네오프렌 같은 탄성체 재료로 만들어집니다.

결론

유압 호스에 가장 적합한 연결부를 선택하는 것은 까다로울 수 있습니다. 호스에 사용하는 대부분의 연결부는 피팅이나 플랜지이지만, 조인트 유형은 호스 크기, 압력, 그리고 연결 조립을 위한 공간 여유에 크게 좌우됩니다.

대구경 호스용 피팅은 필요한 토크 수준과 렌치 사용 가능한 공간 때문에 작업이 어려울 수 있습니다. 그러나 피팅은 소구경 호스에서 매우 잘 작동합니다. 진동과 충격 하중에 노출되는 소구경 호스라면 전금속 피팅보다 O-링 피팅이 바람직합니다. 대구경 호스가 관련되거나 작동 조건이 3 ksi 이상의 압력을 포함한다면 플랜지가 더 나은 옵션일 가능성이 높습니다.

MAC Hydraulics

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