수력발전용 베어링에 사용되는 PTFE! 어떠한 특성을 가지고 있을까요?🤔

2023. 6. 28.

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수력발전용 베어링에 사용되는 PTFE!

어떠한 특성을 가지고 있을까요?🤔

지난 레터에서는 에스지오의 신뢰성 테스트에 대하여 다루어보았습니다.

오늘의 레터에서는 에스지오 연구소에 들어온 구독자님의 질문에 대해서 소개합니다.

레터를 보면서 궁금하신 사항은 언제든 에스지오 연구소 📧info@sgoilless.co.kr 로 문의사항을 남겨주세요:)

Q. 오늘의 질문) 고체윤활제에 사용되는 PTFE 소재는 어떤 특성을 가지고 있나요?

PTFE소재의 고체윤활제를 사용한 SGO 수력발전용 베어링

수중용 오일리스 베어링의 경우 수질오염 및 색 변화 방지의 우려가 있어 카본이 함유된 고체윤활제를 사용하기 어렵습니다. 그래서 수중에서는 뛰어난 내열성과 내부식성 및 내마찰성이 있는 PTFE 혹은 테프론 계열의 수지 재질을 이용한 고체윤활제를 사용합니다.

흔히 PTFE(Polytetrafluoroethylene)라고 불리는 소재인 '폴리테트라 플루오로에틸렌'은 내약품성이 뛰어나며, 낮은 마찰계수(0.04~0.08)를 갖고 있고, 높은 온도(-260℃ ~ +260℃)에서도 특성이 변화하지 않는 특징을 갖고 있어 수중용 고체 윤활제로 많이 쓰입니다.

<PTFE의 특성>

위의 표는 PTFE의 특성을 정리한 것으로, PTFE는 제조방법에 따라 Suspension(서스펜션: 겔-타입)과 Dispersion(디스펜션:솔리드-타입)의 2종류가 존재합니다.

Suspension 타입

Suspension PTFE : 마찰특성이 좋지만 윤활제의 *주도로 제조하기는 어렵습니다. Suspension PTFE는 비정형이며, 그리스 첨가제로 사용됩니다.

※ 주도: 무르고 굳는 정도

Dispersion 타입

순수 PTFE의 경우, 약 40MPa의 하중이 고부하에 견딜 수 있지만, 과부하의 발생 시 변형이 일어나는 경향이 있습니다. 이를 위해 안전계수를 포함하여 설계하중을 약 60%로 14MPa정도의 하중을 적용하고 있습니다.

폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylenes), 나일론 등과 같은 긴 사슬 구조의 고분자 물질들은 충분히 낮은 전단 강도를 가지고 있기 때문에 얇은 막을 형성하는 고체 윤활제로 사용될 수 있는 좋은 재료들입니다. 그중에서 PTFE나 테프론은 접촉면에서 응착현상이 비교적 낮게 일어나기 때문에 건조 마찰 조건에서도 양호합니다. 수중용과 같은 습식 마찰의 경우는 응착현상이 잘 일어나기 때문입니다. 그래서 PTFE소재는 수중용 베어링 외에도 주로 컴퓨터 용품이나 프린터에 사용되는 플라스틱 베어링들에서 많이 찾아볼 수 있습니다.