알칼리수소 생산의 핵심소재인 씰링가스켓

씰링 개스킷은 핵심 재료 중 하나입니다. 알칼리 전해조. 전해조 밀봉의 주요 구성 요소인 밀봉 품질은 전해조 챔버의 밀봉 및 절연 성능 품질을 크게 결정하며 전체 알칼리수 전해 수소 생산 시스템의 안전성과 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다.

1. 실링가스켓의 기능

(1) 씰링 기능

기존 압력형 알칼리 전해조의 작동 압력은 일반적으로 1.6MPa를 넘지 않습니다. 전해조는 일반적으로 필터 프레스 구조를 채택합니다. 씰링 시스템은 플랫 개스킷 씰입니다. 플레이트 프레임 가장자리에 씰링 워터 라인이 개방되어 있으며 수정된 씰링 가스켓 재료의 성능을 사용하여 전해조 전체의 씰링을 보장합니다. 전해조 내부의 유동 매체에는 순환하는 전해질과 생성된 수소 및 산소가 포함됩니다. 밀봉 개스킷의 기능은 30% KOH 용액, 90°C 및 1.6MPa의 작동 조건에서 전해조에서 전해액, 수소 및 산소가 누출되는 것을 방지하는 것입니다.

(2) 절연기능

밀봉 성능 외에도 밀봉 개스킷은 전기분해 챔버의 두 극 프레임 사이의 절연을 보장하고 챔버 내부의 단락을 방지하기 위한 절연 성능도 가져야 합니다.

2. 밀봉 개스킷의 구조와 전해조에서의 위치

밀봉 개스킷은 링 모양입니다. 전해조 내부의 전해질 흐름을 위한 공간을 제공하기 위해 개스킷에 구멍을 뚫어야 합니다. 동시에, 밀봉 개스킷의 설치를 용이하게 하기 위해 밀봉 개스킷의 위치 구멍을 가공해야 합니다.

전해조 챔버에는 양극 영역의 플레이트와 다이어프램 사이에 배치되는 밀봉 개스킷이 하나만 있습니다. 밀봉 개스킷의 외부 가장자리는 폴 프레임의 외부 가장자리와 일치하며 내부 링과 가장자리의 위치는 일반적으로 다이어프램 가장자리를 약 10mm 초과합니다. 따라서, 실링 개스킷의 폭에는 실링 흘수선과 겹치는 개스킷의 폭, 개스킷의 유로 구멍의 폭, 개스킷과 다이어프램이 겹치는 폭이 포함됩니다.

3. 실링 개스킷의 재질

밀봉 개스킷은 절연 역할을 해야 하기 때문에 주로 절연 밀봉 재료를 수정하여 성능을 향상시킵니다. 변성 불소수지는 알칼리수 전기분해에서 더욱 집중적이고 깊이 연구된 밀봉재의 일종입니다. 현재 국내 알칼리수 전해 밀봉재의 대부분은 탄소섬유, 이황화몰리브덴 등을 강화 충진재로 폴리테트라플루오로에틸렌을 충전하고 성형, 소결하여 얻는 것이 대부분이다. 현재 사용되는 밀봉재는 여전히 고온, 고압 하에서 냉간 흐름 및 크리프 현상이 발생하고 알칼리 전해조의 간헐적인 작동 중단으로 인해 셀 누출이 발생하여 전해조의 수명에 영향을 미치는 경향이 있습니다.

씰링 개스킷 재료의 성능을 검사할 때 일반적으로 비커스 경도, 압축 반동 성능 및 크리프 완화 성능의 세 가지 주요 매개변수를 검사합니다.

비커스 경도(Vickers hardness): 경도는 밀봉재의 탄성, 가소성, 인성 등 일련의 기계적 특성으로 구성된 종합적인 성능 지표 중 하나입니다. 기계적 압력에 저항하는 밀봉재 표면의 능력을 측정할 수 있으며, 강화 충전재와 폴리테트라플루오로에틸렌 본체 사이의 결합 정도를 어느 정도 특성화할 수도 있습니다. 밀봉 재료의 경도는 재료 표면의 기계적 압력에 저항하는 능력을 어느 정도 증가시킬 수 있으며 재료의 압축 강도를 향상시키는 효과적인 수단입니다.

압축 복원력: 압축 복원력은 밀봉재의 탄성 또는 소성 변형을 반영하고 밀봉 표면의 결함을 메우며 탄성 보상을 수행하여 밀봉 능력을 유지합니다. 밀봉재의 성능을 측정하는 중요한 지표입니다.

크리프 완화 성능: 크리프 완화 성능은 씰링 재료를 특성화하는 가장 중요한 특성 중 하나이며, 응력 완화 및 변형에 저항하는 개스킷 재료의 능력을 반영합니다. 변형된 PTFE 씰링 개스킷의 경우 크리프 완화는 사용 수명 동안 볼트 플랜지 시스템의 누출에 대한 주요 원인이며 접합 표면의 밀봉 능력과 개스킷의 사용 수명에 결정적인 역할을 합니다. 일반적으로 크리프 완화율이 작을수록 잔류 압축 하중이 커지고 장기 밀봉 성능이 향상됩니다.

4. 실링가스켓 제조공정

현재 실링가스켓의 제조공정은 일반적으로 탄소섬유, 폴리페닐렌황화물(PPS), 이황화몰리브덴(MoS2)을 보강충진재로 사용하고 있으며, 금형압축소결법으로 제조되고 있다.

전처리된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 혼합된 충전재를 비율에 맞게 칭량한 후 고속혼합기에 냉각수와 함께 부어 혼합한 후, 혼합물을 금형에 넣고 타정기로 성형한다. 탈형 후 3mm 두께의 미리 형성된 샘플을 얻습니다. 미리 형성된 샘플은 특정 절차에 따라 상자형 저항로에서 소결 및 냉각되어 완성된 밀봉 개스킷을 얻습니다.