개스킷(Gasket) 선정(종류 및 재질)

개스킷(Gasket) 종류, 재질별 특성, 사용 온도 및 압력을 정리한 개스킷 선정 지침을 공유하고자 한다.

 

 

 

개스킷(Gasket) 선정(종류 및 재질)

개스킷 분류 체계를 학술적 문헌과 국제 표준(ASME, JIS 등)에서 다루는 범주에 따라 개스킷은 크게 재질의 물리적 특성에 따라 비금속(Non-Metallic), 반금속(Semi-Metallic), 금속(Metallic)의 3대 분류로 나뉘며, 그 안에 세부 종류가 포함된다.

 

 

비금속 개스킷 (Non-Metallic / Soft Gaskets)

유연성이 높은 재질로 이루어져 있으며, 비교적 낮은 체결력으로도 밀봉이 가능하다.

일반적으로 산업 현장에서 '판형(Sheet) 개스킷'이라고 부르는 제품은 90% 이상 비금속 개스킷 분류의 핵심을 차지하며, 드물게 금속판 형태일 경우 금속 분류에 포함된다.

• 고무 시트 (Rubber Sheet): NBR, EPDM, 실리콘 등. 탄성이 좋으나 내열성과 내압성이 낮아 상온수 배관 등에 사용된다.
• PTFE (테프론) 개스킷: 내화학성이 극한으로 요구되는 부식성 유체 라인에 필수적이다.
• 비석면 시트 (CNAF): 아라미드 섬유와 고무 바인더를 혼합한 것으로, 석면을 대체하여 일반적인 산업 현장의 중저온 라인에 가장 많이 쓰인다.(Compressed Non-Asbestos Fiber)
• 팽창 흑연 시트 (Expanded Graphite): 유연성과 내열성을 동시에 갖추어 스팀 라인 등에서 판형으로 사용된다.

<표 1> 비금속 개스킷 세부 종류별 특성

세부 종류	주요 재질	최고 사용 온도	최고 사용 압력 (호칭압력)	주요 특징 및 용도
천연/합성 고무	NBR, EPDM, Neoprene(CR)	70 ~ 120°C	10 bar (Class 150 미만)	저압 수처리, 일반 유틸리티, 산·알칼리 배관
PTFE (테프론)	순수 PTFE, 충전 PTFE	260°C	20 ~ 50 bar (Class 150~300)	강력한 내화학성, 식품 및 제약 공정
비석면 시트	아라미드 섬유 + Rubber (보강섬유+바인더+Filler)	200 ~ 400°C	40 ~ 100 bar (Class 300~600)	석면 대체재, 일반 공업용 배관의 표준
팽창 흑연 시트	Expanded Graphite	450 ~ 600°C	약 140 bar (Class 600)	내열성 우수, 고온 스팀 및 열매체유 라인

 

 

반금속 개스킷 (Semi-Metallic Gaskets)

금속의 기계적 강도와 비금속의 밀봉 성능을 결합한 형태로, 현대 산업 공정에서 가장 핵심적인 역할을 한다.

• 스파이럴 운드 개스킷 (Spiral Wound Gasket): 금속 띠와 충전재를 감은 구조로, 복원력이 뛰어나 온도/압력 변화가 잦은 곳에 최적이다.
• 금속피복형 개스킷 (Metal Jacketed Gasket): 부드러운 내심재를 금속판으로 감싼 구조이다. 열교환기 플랜지에 주로 쓰인다.
• 캄프로파일 개스킷 (Kammprofile/Camprofile): 금속 코어에 동심원 홈을 파고 그 위에 흑연이나 PTFE를 얇게 입힌 형태이다. SWG보다 안정성이 높아 고사양 공정에 쓰인다.

 

<표 2> 반금속 개스킷 세부 종류별 특성

세부 종류	주요 재질 (Hoop+Filler)	최고 사용 온도	최고 사용 압력 (호칭압력)	주요 특징 및 용도
스파이럴 운드	SUS304/316L + 흑연/PTFE	450 ~ 850°C	250 bar 이상 (Class 150~2500)	복원력 우수, 온도/압력 변동이 심한 곳
금속피복형	연강/SUS 외피 + 흑연/비석면	500 ~ 600°C	60 ~ 100 bar (Class 600)	열교환기, 압력용기 등 대구경 설비
캄프로파일	톱니형 금속심 + 흑연/PTFE 코팅	600 ~ 1000°C	250 bar 이상 (Class 150~2500)	낮은 체결력으로 고압 기밀 가능, 고사양 공정

 

 

금속 개스킷 (Metallic Gaskets)

고온·고압의 가혹한 조건에서 사용되며, 금속 대 금속(Metal-to-Metal) 접촉으로 밀봉한다.

• 링 조인트 개스킷 (Ring Type Joint - RTJ): 단면이 타원형(Oval) 또는 팔각형(Octagonal)인 금속 링이다. 
• 플랫 메탈 개스킷 (Flat Metal Gasket): 단순한 평면 금속판 형태로, 정밀하게 가공된 플랜지 면이 필요하다.
• 톱니형 금속 개스킷 (Serrated Metallic): 금속판 표면에 톱니 모양의 홈을 파서 접촉 압력을 높인 형태이다.

 

<표 3> 금속 개스킷 세부 종류별 특성

세부 종류	주요 재질	최고 사용 온도	최고 사용 압력 (호칭압력)	주요 특징 및 용도
링 조인트 (RTJ)	Soft Iron, SUS304/316, Monel	1000°C 이상	400 bar 이상 (Class 900~2500)	정유 및 가스 산업의 초고압 라인
플랫 메탈	Al, Cu, SUS	재질 융점 대비	100 bar 이상 (Class 600 이상)	정밀 가공된 평면 플랜지, 고온 기기
톱니형 금속	Serrated Metallic	재질별 상이	200 bar 이상 (Class 1500 이상)	높은 접촉 압력이 필요한 특수 고압부

 

 

개스킷 선정 주요 고려사항

1. 개스킷 선정 시 STAMPS 원칙

• Size (규격)
• Temperature (온도)
• Application (용도/장치 종류)
• Media (유체 종류/부식성)
• Pressure (압력)
• Speed (동적 설비의 경우 속도)

 

2. 지침표의 수치는 일반적인 기준이며, 실제 현장 적용 시에는 다음 요소들을 반드시 함께 검토해야 한다.

• 매체(Fluid)의 종류: 산성, 알칼리성, 가스, 스팀 등 유체와 재질의 화학적 적합성을 확인한다.
• 온도-압력 상관관계 (P-T Rating): 온도가 높아질수록 개스킷이 견딜 수 있는 최대 압력은 낮아진다. (예: 200°C에서 20 bar를 견디는 재질도 400°C에서는 5 bar 이하로 급감할 수 있음)
• 플랜지 상태: 플랜지의 표면 거칠기(Finish)와 볼트 체결력에 따라 적합한 개스킷 두께와 종류가 달라진다.
• 규격 준수: ASME, JIS, DIN 등 배관 시스템의 국제 규격에 맞는 호칭 압력을 선택한다.

 

 

3. 핵심 선정 지침 (Summary)

• 저온·저압 (Soft 환경): 비용 효율성을 고려하여 비금속 판형 개스킷을 우선 검토한다.
• 고온·고압 (General Industry): 진동과 열팽창에 강한 스파이럴 운드 개스킷(SWG)이 표준이다.
• 특수 장치 (Heat Exchanger): 넓은 면적의 기밀이 필요한 경우 금속피복형(Metal Jacketed)을 선정한다.
• 극한 환경 (Extreme High Pressure): 안전을 위해 반드시 금속 링 조인트(RTJ) 타입을 사용해야 한다.
• 화학 약품이 강한 환경: PTFE 재질을 우선 고려하되, 열팽창에 의한 누설(Cold Flow)을 주의해야 한다.

 

4. 판형 개스킷(Sheet Gasket) 선정 시 핵심 가이드

문헌에 따르면 판형 개스킷은 다음의 물리적 한계를 고려하여 선정해야 한다.

• 압착 유지(Creep Relaxation): 판형은 시간이 지남에 따라 재질이 눌리면서 두께가 얇아지는 현상이 발생할 수 있다. 특히 비석면 시트는 고온에서 이 현상이 두드러지므로 정기적인 점검이 필요하다.
• 두께 선정: 플랜지 면이 고르지 못할수록 두꺼운 시트(3.0mm 등)를 사용하지만, 압력이 높은 경우에는 가급적 얇은 시트(1.5mm 등)를 사용하는 것이 개스킷이 밖으로 밀려 나가는(Blow-out) 현상을 방지하는 데 유리하다.
• 유체 호환성: PTFE 판형은 거의 모든 유체에 강하지만, 고무나 비석면 판형은 유체 종류(기름, 산, 알칼리 등)에 따라 팽창하거나 분해될 수 있으므로 반드시 화학적 적합성을 확인해야 한다.

 

Reference:

1. ASME B16.20 & B16.21

2. FSA(Fluid Sealing Association) Gasket Handbook

3. ASME Section VIII, Division 1 (Appendix 2)