우주 임무를 위한 항공우주 씰링 솔루션

By 킹스톤 비커스

극저온 유체 관리는 현재와 미래의 우주 프로그램을 위한 기반입니다. 발사 시, 궤도 기지에서, 달 표면에서 이러한 추진 유체를 사용할 수 있어야 향후 화성 탐사 임무에 필수적입니다. 극저온 유체는 가압 연료 탱크와 추진제 하위 시스템 내에 존재합니다. 이러한 연료의 안전한 작동 압력을 유지하는 것은 매우 중요하며, 과압이 발생하면 우주선의 치명적인 손실로 이어질 수 있습니다. 극저온 연료 관리와 관련된 또 다른 우려 사항은 "끓어오름"이라는 프로세스입니다. 보일 오프는 장기간 우주 임무를 수행하는 동안 극저온 추진제 저장 시스템에서 발생하는 제품 손실을 일컫는 용어입니다.

상용 버스트 디스크 설계에서 다이어프램은 한계를 초과하는 압력에 노출되면 파열됩니다. 이 "깨지기 쉬운" 요소는 이러한 유형의 버스트 디스크의 성능에 큰 영향을 미칩니다. 충격 하중, 발사 시 진동, 중단 절차, 작동 중단 사이클, 장기간의 서비스 요구 사항으로 인해 과압 솔루션으로 얇은 단일 다이어프램에 의존하는 것은 다소 당황스러운 일이 될 수 있습니다.

지상, 대기권 또는 우주 환경에서 작업할 때 온도의 영향을 과압 보호에 고려해야 합니다. 기존의 파열 디스크 압력에 대한 특정 파열 온도를 지정할 때 합병증이 발생합니다.

깨지기 쉬운 디스크 파열 압력은 전적으로 얇은 다이어프램의 물리적 강도에 따라 달라집니다. 이러한 상용 디스크는 지정된 파열 압력의 편차가 클 위험이 있으며, 온도가 낮으면 정격 파열 압력보다 높고 온도가 높으면 정격 파열 압력보다 낮은 위험이 있습니다.

이 중요한 사양을 더 자세히 살펴보면 설계자는 과압 이벤트가 발생할 가능성이 가장 높은 조건에 대해 최선의 판단을 내려야 합니다.

화학 반응이 폭주하거나 예기치 않은 부품 고장이 발생하는 경우 예측하기가 매우 어려울 수 있습니다. (예: 밸브, 펌프, 스위치 등)

깨지기 쉬운 디스크는 시스템 안전을 제한하고 시스템 내에서 디스크를 물리적으로 배치할 수 있는 위치에 대한 선택권을 제한합니다. 열에 민감하기 때문에 프랜저블 설계는 예상되는 고장 조건이 발생하는 위치에 매우 가깝게 배치해야 합니다. 위치적으로 오프셋이 발생하면 열 전달이 발생하여 프랜저블 파열 압력에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

온도가 100°F 차이가 나면 기존 프랜저블 설계의 파열 압력에서 20%의 오프셋이 발생한다는 보고가 있습니다.

반면, 고급 SAFE-SHEAR™ 버스트 디스크 설계는 기존/프랜지블 파열 디스크를 파괴하는 많은 중요한 애플리케이션 파라미터에 영향을 받지 않습니다. 이러한 고급 파열 디스크는 수백만 사이클의 충격, 진동, 열 순환 및 최대 95%의 파열 압력을 견딜 수 있습니다. 당사의 버스트 디스크 기능을 통해 극저온 유체 설계자는 고압에 맞게 실린더 설계를 최적화하여 압력에 따라 달라지는 시스템을 활성화하는 데 적절한 추진제 및 산화제를 사용할 수 있습니다. 당사의 고급 버스트 디스크는 제품 손실을 방지하면서 이를 달성합니다. 린데의 누출률은 초당 10-8 표준 입방 센티미터 미만의 기체 헬륨(GHe)입니다. (sccs)