상용성 차트에 상용으로 나온 실이 왜 손상될까요?

이 글은 오링, 개스킷, 립 실처럼 공정 약품에 닿는 엘라스토머 실을 다룹니다. 공개된 차트가 해당 유체와 고분자 조합을 상용으로 평가한 경우입니다. 기계적 원인은 배제하는 데 필요한 만큼만 다룹니다. 석유·가스 생산 설비용 엘라스토머에 대한 ISO 23936-2:2011 같은 적격성 시험을 대신하지 않습니다.

상용성 차트에서 상용인데도 실이 손상되면 어떤 모습인가요?

상용성 차트에서 상용인데도 실이 손상되면 화학적 침식처럼 보입니다. 차트에서는 해당 유체와 고분자 조합이 양호했는데도, 실이 팽윤하거나 수축하거나 경화하거나 연화하고, 균열이나 기포가 생기거나 누설이 일어납니다. All Seals는 화학적 열화를 기포, 균열, 공극, 변색으로 설명하고, "경우에 따라서는 물성을 측정해야만 열화를 확인할 수 있다"고 덧붙입니다(All Seals, n.d.). Apple Rubber는 과도한 팽윤을 실 치수가 뚜렷하게 커지는 현상으로 설명합니다. 이때 물성이 떨어지고 실이 글랜드에 맞지 않는 크기가 될 수 있으며, 마찰이 손상을 앞당기는 동적 실이 특히 취약하다고 적습니다(Apple Rubber, n.d.).

수축은 덜 눈에 띄는 징후입니다. Parker O-Ring Handbook은 수축이 팽윤보다 훨씬 더 심각하다고 하며, 동적 실에서는 3% 또는 4%를 넘는 수축이 심각할 수 있다고 적습니다(Parker Hannifin, 2018). 셧다운으로 유체가 빠지고 실이 마른 뒤 누설이 시작되었다면, 마모가 아니라 가소제가 추출된 것일 수 있습니다.

차트와 조건이 맞지 않았다는 신호는 시점과 위치입니다. 공정 온도, 제품 농도, 세정 약품, 실 공급사가 바뀐 뒤에 손상이 나타나거나, 같은 라인에서도 고온 쪽에서만 나타납니다. 손상이 시작된 날짜와 그 전에 바뀐 사항을 모두 적어 둡니다. 아래 진단 표는 이 기록을 바탕으로 합니다.

실 상용성 차트 등급은 어떤 조건을 전제로 하나요?

실 상용성 차트 등급은 순수한 유체 한 가지, 특정 컴파운드 한 가지, 시험 온도 한 가지, 침지 시간 한 가지를 전제로 하며, 대개 침지 후 체적 팽윤과 물성 변화로 판정합니다. Marco Rubber는 대부분의 차트가 "상온과 상압의 최적 조건에서 재료만 따로 시험한 결과를 바탕으로" 오링의 기본적인 내화학성 정보를 제공한다고 밝힙니다(Marco Rubber, 2025). 같은 페이지에 따르면 등급은 대개 팽윤율을 기준으로 하며, 녹색 등급은 대개 체적 팽윤 10% 또는 15% 미만, 노란색 등급은 팽윤 10~25%로 정적 용도에는 맞을 수 있습니다(Marco Rubber, 2025).

이런 데이터의 바탕이 되는 시험법은 ASTM D471-16a(2021)와 ISO 1817:2026입니다. 두 시험법은 시험액에 침지하기 전과 후의 고무 물성을 측정합니다(ISO, 2026). ASTM D471은 이 시험법이 "사용 조건이 워낙 다양하므로 실제 부품 성능과 직접 상관되지 않을 수 있다"고 하며, 비교용 데이터를 얻는 방법이라고 적습니다(ASTM D471-16a(2021), section 4.3).

Parker O-Ring Handbook은 조합마다 1(양호)에서 4(불량)까지 등급을 매기고, 2는 "정적 실에는 대개 사용 가능"으로 정의하며, 유체마다 권장 컴파운드를 제시합니다(Parker Hannifin, 2018). Parker는 2등급인 정적 실은 어떤 경우에도 시험해야 하고, 특정 유체가 있으면 컴파운드의 공개된 온도 한계가 달라질 수 있다고 덧붙입니다(Parker Hannifin, 2018). 따라서 차트 등급은 시험한 조건에서 시험한 컴파운드를 설명하며, 같은 고분자 계열로 만든 모든 실을 설명하지는 않습니다.

농도, 온도, 접촉 시간은 실 상용성 등급을 어떻게 바꾸나요?

농도, 온도, 접촉 시간은 저마다 실제 사용 조건을 등급을 측정한 조건 밖으로 옮길 수 있기 때문에 실 상용성 등급을 바꿉니다. 차트에서 상용으로 평가된 실이 손상되었을 때 가능성이 높은 원인을 대략 순서대로 들면 다음과 같습니다. 차트 조건보다 높은 사용 온도, 차트에 없는 농도나 혼합물, 침지 시험보다 긴 접촉 시간, 같은 고분자 계열 안의 다른 컴파운드, 화학적 침식처럼 보이는 기계적 원인입니다. 이 순서는 일반적인 현장 경험을 반영한 것이며, 공개된 조사 결과가 아닙니다.

차트 조건보다 높은 온도

Parker 유체 상용성 표는 "Sulfuric Acid, Concentrated Room Temp"와 "Sulfuric Acid, Concentrated to 158°F"(70 °C)를 별도 행으로 둡니다. 따라서 상온 등급은 고온 행을 대신하지 않습니다(Parker Hannifin, 2018).

농도나 혼합물

같은 Parker 표는 "Nitric Acid (0 - 50%)"와 "Nitric Acid (50 - 100%)"를 별도 항목으로 둡니다(Parker Hannifin, 2018). 혼합액, 세정 약품, 오염 물질은 어느 단일 항목과도 다른 유체입니다. Parker는 두 가지 이상의 유체를 밀봉할 때는 가능하면 모든 유체에 1등급인 컴파운드를 쓰도록 권장합니다.

접촉 시간

Parker에 따르면 일반적인 70시간 ASTM 침지 시험에서 팽윤이 나타나도 장기 시험에서는 수축이 나타날 수 있습니다. 그러므로 단기 팽윤은 일시적인 상태일 수 있습니다(Parker Hannifin, 2018).

컴파운드 등급

니트릴 실 컴파운드의 아크릴로니트릴 함량은 18%에서 50%까지 다양합니다(Parker Hannifin, 2018). 그래서 같은 유체 안에서도 NBR 실 두 개가 다르게 거동할 수 있습니다.

기계적 원인

압축 영구변형, 압출, 마모는 화학적 손상처럼 보일 수 있습니다. All Seals는 압축 영구변형의 원인으로 과도한 압축과 과도한 온도를 듭니다(All Seals, n.d.).

차트에서 상용인 실이 손상된 원인은 어떻게 구분하나요?

차트에서 상용인 실이 손상된 원인을 구분하려면, 차트의 시험 조건을 하나씩 그에 맞는 사용 조건과 대조해 어느 것이 다른지 확인하고, 손상된 실 자체로 확인하면 됩니다. 차트를 보기 전에 손상된 실의 경도와 치수를 같은 공급처의 새 실과 비교해 측정합니다. 팽윤, 수축, 경도 변화가 없는 실이라면 원인이 화학 쪽이 아님을 가리키기 때문입니다. 날짜를 적은 변경 기록을 바탕으로 점검하면, 점검마다 손상 당시의 조건을 차트와 비교할 수 있습니다. 아래 표로 차트와 사용 조건의 차이 가운데 어느 것이 손상을 일으켰는지 가릴 수 있습니다.

문제를 가장 자주 판가름하는 행은 첫 번째 행입니다. 실이 차트의 시험 조건보다 높은 온도에서 운전된다면, 사용 온도에서 시험하기 전까지는 그 등급을 적용할 수 없습니다. 두 행이 함께 다르다면, 실을 바꿔 가며 시행착오를 거치기보다 시험에서 조건을 하나씩 바꿔야 합니다. 원인이 밝혀질 때까지 손상된 실은 보관해 둡니다.

차트에서 상용인 실이 다시 손상되지 않게 하려면 어떻게 하나요?

차트에서 상용인 실이 다시 손상되지 않게 하려면, 유체와 실 조합마다 사용 조건을 정하고, 차트 값을 출처와 시험 조건과 함께 모두 기록하고, 조합마다 상용, 조건부 상용, 비상용으로 판정합니다.

1. 사용 조건을 정합니다. 유체 이름, 물질안전보건자료(SDS)에 적힌 농도 범위, 정상 온도와 최고 온도(°C), 접촉 시간(연속, 간헐, 세정 주기), 실이 닿는 다른 모든 유체입니다.

2. 차트 값은 모두 대표값으로 기록합니다. 차트 출처, 차트에 적힌 컴파운드, 시험 온도와 시간을 적고, 없으면 "조건 미기재"로 적습니다.

3. 두 기록을 한 줄씩 비교합니다. 사용 조건이 차트 조건을 벗어나면 1등급이라도 차이로 봅니다.

4. 판정합니다. 상용: 차트가 모든 사용 조건을 포괄함. 조건부 상용: 2등급이거나 차이가 있으며, 정적 용도 한정처럼 조건을 명시함. 비상용: 3등급이나 4등급, 또는 시험에서 손상됨.

5. 조건부로 남은 차이는 ASTM D471-16a(2021)나 ISO 1817:2026에 따른 침지 시험으로 하나씩 해소합니다. 사용 온도와 농도에서, 실제로 구매할 컴파운드로, 실제 노출을 반영하는 시간 동안 시험합니다. 시험액은 해당 SDS와 사업장의 화학물질 취급 규정에 따라 다룹니다.

6. 고분자 계열만이 아니라 컴파운드까지 지정하고, 유체, 온도, 실 공급처가 바뀌면 판정을 다시 확인합니다.

이렇게 기록해 두면 어느 판정이 차트 데이터에 근거하고 어느 판정이 시험에 근거하는지 알 수 있습니다.

실 상용성 차트에 대해 언제 엘라스토머 전문가에게 문의해야 하나요?

사용 유체가 차트에 없을 때, 차트가 조합을 2등급이나 3등급으로 평가할 때, 사용 온도나 농도가 차트의 어느 행보다도 높을 때, 같은 실로 교체한 뒤에도 손상이 되풀이될 때는 엘라스토머 전문가에게 문의해야 합니다. Parker O-Ring Handbook은 사용자가 경험해 보지 않았고 표에도 없는 유체를 "major pioneering"으로 보며, 이때는 가장 유력한 컴파운드로 모의 사용 시험을 해야 한다고 적습니다(Parker Hannifin, 2018). 석유·가스 생산 설비에서는 2022년에 마지막으로 검토되어 재확인된 ISO 23936-2:2011이 엘라스토머 재료의 적격성 평가 요건과 절차를 규정하며(ISO, 2022), 차트 등급은 이 적격성 평가를 대신하지 않습니다.

전문가에게는 손상된 실과 새 실, 실에 닿은 유체마다의 SDS, 온도 기록, 변경 사항별 날짜를 가져갑니다. 유해 유체에 닿았던 손상된 실은 해당 유체의 SDS에 따라 세척하거나 포장해서 보냅니다. 이 기록이 있으면 실 제조사는 차트를 다시 인용하는 대신 실제 컴파운드를 회사의 조건에서 시험할 수 있습니다.

루빈플라의 상용성 평가는 조합마다 농도, 온도, 접촉 시간을 정하고, 공개 차트 값은 출처와 시험 조건을 붙여 대표값으로 표시하며, 조합마다 상용, 조건부 상용, 비상용으로 판정합니다.