メカニカルシールの主な一般的な誤動作の原因

メカニカルシールは、流体の漏れを防ぐための装置であり、流体圧力の作用、補償機構の弾性力（または磁力）、および補助シールの協力の下で、回転軸に垂直な少なくとも1対の端面で構成されます粘着性と比較的スライドを維持します。

メカニカルシール構造は、主に以下の要素で構成されています。

1.固定リング（固定リング）

2.回転リング（可動リング）

3.弾性要素

4.スプリングシート

5.ネジをセットします

6.ロータリーリング補助シールリング

7.固定リング補助シールリング

回転防止ピンはグランドに固定されており、固定リングが回転するのを防ぎます。

メカニカルシールには、信頼性の高いシール性能、漏れが少なく、耐用年数が長く、電力損失が少なく、適用範囲が広いという利点があります。さまざまな技術分野、特に高速、高圧差、高価で毒性が高く腐食性の高いプロセス媒体の作業条件で広く使用されています。同時に、メカニカルシールは機器の最も弱いリンクの1つです。

耐用年数を延ばすために、適切な摩擦ペアの材料と適切な端面の特定の圧力を選択することに加えて、適切な設置と保守も重要な役割を果たすことができます。

本論文では、日常のメンテナンスの実践を通じて、メカニカルシールの故障と漏れの主な原因を分析します。 

メカニカルシールの故障と漏れの原因分析

化学装置で使用されるメカニカルシールにはさまざまなタイプとモデルがありますが、主な漏れ箇所は5つあります。

①シャフトスリーブとシャフトの間のシール。

②可動リングとシャフトスリーブの間をシールします。

③動的リングと静的リングの間のシーリング。

④固定リングと固定リングシート間のシール。

⑤エンドカバーとポンプ本体のシールをシールしてください。

動的および静的リングの端面の摩耗によって引き起こされるメカニカルシールの漏れ

どちらのタイプのメカニカルシールでも、シール面が回転軸に垂直である、つまり漏れやすいアキシャルシールが漏れにくいエンドシールに変わるのが主な特徴です。したがって、メカニカルシールの破損の主な形態は、静的リングと動的リングの間の摩耗破損です。動的リングと静的リングの端部摩擦ペアは、漏れを防ぐために主にばね推力によって圧縮されます。動的リングと静的リングがきつく締まるほど、それらが漏れる可能性は低くなりますが、それらの間の摩擦も増加します。動的リングと静的リングの接触面は、大きな摩擦の作用ですぐに摩耗し、最終的には漏れません。

不安定なプロセス条件と誤った取り付けによるメカニカルシールの漏れ

不安定なプロセス条件と不適切な設置によって引き起こされる振動、および機器の排気と気化の瞬間的な切断により、メカニカル シールの動的リングと静的リングの間の液膜が損傷し、メカニカル シールが「乾燥」します。無給油の状態です。シール リングの温度は急速に上昇し、一部は直接燃焼し、一部はポンプが通常の動作状態に戻ると急激に冷却され、熱衝撃と破砕が発生します。フラッシング液と条件が悪いと熱衝撃も発生し、シールリングに放射状の亀裂が発生し、動的リングと静的リングの摩耗故障が増加します。同時に、グラファイトリングの温度が使用温度を超えると、結晶がグラファイトリングの表面に析出し、高温の摩擦対の近くで炭化が起こり、粒子が摩擦対に入ります。動的リングと静的リングは急速に摩耗します。

メカニカルシールのシールリングの故障もシール漏れの主な原因です

動的リングと静的リングのシーリングリングの組み立ては斜めです。シールリングと一致するシャフトまたはスリーブの表面仕上げが不十分であるか、一致するサイズが小さすぎます。シールリングとシール媒体の間の物理的または化学的反応、腐食、変形、経年劣化などにより、漏れが発生する可能性があります。

不適切な組み立てによるメカニカルシールの漏れ

メカニカルシールを組み立てる前に、メカニカルシールコンポーネントのクリーニングはきれいではなく、コンポーネントに傷や傷があります。アセンブリが所定の位置にありません。スプリングアセンブリにバイアスがかかっている場合、固定ネジは固定されていません。メカニカルシールが早期に故障する原因は、分解等でメカニカルシールが破損することです。

メカニカルシールの不適切な選択と設計に起因するメカニカルシールの漏れ

化学プラントのプロセス媒体特性の多様性、メカニカルシール設計の不適切な選択、シール端面の大小の圧力比、またはシール材料の大幅な収縮により、メカニカルシールの故障や漏れが非常に発生しやすくなります。

ソリューション

上記の分析によると、メカニカルシールの耐用年数を延ばすために、以下の対策とメンテナンス方法を講じる必要があります。

スプリング圧縮調整

ばねの圧縮量を調整することは、メカニカルシールの端面の比圧力を調整することです。これは、シールの性能と耐用年数の重要なパラメータ、およびシールの構造タイプ、ばねのサイズ、中圧に関連しています。端面の比圧が大きすぎると、摩擦ペアが損傷します。比圧力が小さすぎると漏れやすいので、メーカーは通常3〜6kg/cm2の適切な範囲を指定します。ばねの自由長a、ばね剛性K（単位圧縮を生成するときに耐える荷重）、および指定された比圧力Pは、すべてメーカーが指定したパラメーターです。圧縮寸法がBの場合、p /（ab）= k、およびB = AP / Kとなります。これは、ばねの取り付けの圧縮寸法です。取り付け後のスプリングのサイズが大きすぎる場合は、スプリングシートとスプリングの間の調整パッドの厚さを増やすことができます。サイズが小さすぎる場合は、調整パッドの厚さを薄くすることができます。調整パッドの厚さは、マイクロメータで測定する必要があります。

可動リングシールリングの締まり具合

可動リングのシールリングがきつすぎることは有害で役に立たない。まず、シールリングとシャフトスリーブの間の摩耗を悪化させ、早期の漏れを引き起こします。第二に、それは軸方向の調整と可動リングの動きの抵抗を増加させます。これは、作業条件が頻繁に変化するときに時間内に調整することができません。第三に、過度の疲労によりスプリングが損傷しやすくなります。第四に、可動リングのシールリングを変形させ、シール効果に影響を与えます。可動リングの浮き特性を確保するために、その内径はシャフトの振動とたわみを補償するために使用されるシャフトの直径よりも0.5〜1mm大きくなっていますが、クリアランスが大きすぎないようにしてください。可動リングのリングが固定され、メカニカルシールの機械的性能が損なわれます。シールリングの気密性は、潤滑剤を塗布した後、片手の圧力にさらされるものとします。

スタティックリングシールリングの締まり具合

静的リングシールは基本的に静的な状態であり、比較的タイトな場合はシール効果が高くなりますが、タイトすぎると次のようになります。まず、静的リングシールが過度に変形し、シール効果に影響します。第二に、静的リング材料はほとんどがグラファイトであり、これは一般に脆く、過度の応力は容易に断片化を引き起こします。第三に、取り付けと分解が難しく、スタティックリングが損傷しやすくなります。したがって、スタティックリングの内径は一般にシャフトの直径よりも1〜2mm大きく、潤滑剤を塗布した後、シールリングの気密性は両手の圧力にさらされます。手が優しく押し込める場合は、緩すぎます。手が無理に押し込めない場合は、きつすぎます。

新旧のシール交換

相対的に言えば、新しいメカニカルシールを使用した場合の効果は古いものよりも優れていますが、新しいメカニカルシールの品質や材料の選択が正しくない場合、フィッティングサイズの誤差がシール効果に影響します。重合性で深浸透性の媒体では、静的リングに過度の摩耗がない場合（シール面にひび割れ、落下、引っかき傷、ポックマーク、フラッシュ、偏心摩耗があり、スクラッチとポックマークのポイントがシール面全体に浸透している場合、過度の摩耗と呼ばれます）、交換しない方が良いです。スタティックリングシートでは、スタティックリングが長時間スタティック状態にあるため、ポリマーと不純物が全体として堆積し、シール性が向上します。

オーバーホール

メカニカルシールが漏れたら、急いで分解して修理しないでください。シールが破損していない場合があります。作動条件を調整するか、シールを適切に調整するだけで、漏れをなくすことができます。たとえば、ばねの圧縮量を調整し、稼働中の機器の振動を排除し、ばねの弾性を失う原因となるスケールと、動的リングと静的リングの摩擦ペアのスケールを削除します。このように、それは無駄を避けるだけでなく、実際的な問題を解決することもできます。同時に、故障判定能力を検証し、保守経験を積み重ねて保守品質を向上させることができます。