메카니컬 씰은 유체의 압력, 보상 기구의 탄성력(또는 자기력) 및 보조 씰의 협력에 의해 회전축에 수직한 한 쌍 이상의 단면으로 구성된 유체 누출을 방지하는 장치입니다. 달라 붙고 상대적으로 미끄러지는 것을 유지합니다.

메카니칼 씰의 주요 오작동 원인 2

기계적 밀봉 구조는 주로 다음 요소로 구성되며,

1. 고정 링(stationary ring)

2. 회전링(움직이는 링)

3. 탄성 요소

4. 스프링 시트

5. 고정 나사

6. 로터리 링 보조 밀봉 링

7. 고정 링 보조 밀봉 링

회전 방지 핀은 글랜드에 고정되어 고정 링이 회전하는 것을 방지합니다.

기계적 밀봉은 안정적인 밀봉 성능, 작은 누설, 긴 수명, 적은 전력 손실 및 넓은 적용 범위의 장점을 가지고 있습니다. 그것은 다양한 기술 분야, 특히 고속, 고압 차 및 고가의 독성 및 부식성이 높은 공정 매체의 작업 조건에서 널리 사용됩니다. 동시에 기계적 밀봉은 장비의 가장 약한 링크 중 하나입니다.

서비스 수명을 연장하기 위해 올바른 마찰 쌍 재료와 올바른 끝면 비압을 선택하는 것 외에도 올바른 설치 및 유지 관리도 중요한 역할을 할 수 있습니다.

본 논문에서는 일상적인 유지보수를 통해 메카니칼 씰의 파손 및 누수의 주요 원인을 분석하였다. 

Mechanical Seal 불량 및 누수 원인 분석

화학 장비에 사용되는 기계적 밀봉에는 다양한 유형과 모델이 있지만 주요 누출 지점은 5가지입니다.

① 샤프트 슬리브와 샤프트 사이의 밀봉;

② 움직이는 링과 샤프트 슬리브 사이의 밀봉;

③ 동적 링과 정적 링 사이의 밀봉;

④ 고정링과 고정링 시트 사이의 실링;

⑤ End Cover와 Pump Body 사이의 Seal을 밀봉한다.

Mechanical Seal의 주요 일반적인 오작동 원인 3

동적 및 정적 링의 단면 마모로 인한 기계적 밀봉 누출

메커니컬 씰의 종류에 상관없이 가장 큰 특징은 밀봉면이 회전축과 직각을 이루고 있다는 것입니다. 따라서 기계적 밀봉 실패의 주요 형태는 정적 링과 동적 링 사이의 마모 실패입니다. 동적 및 정적 링의 끝 마찰 쌍은 주로 스프링 추력에 의해 압축되어 누출을 방지합니다. 다이내믹 링과 스태틱 링이 더 촘촘할수록 누출 가능성은 줄어들지만 이들 사이의 마찰도 증가합니다. 동적 및 정적 링의 접촉면은 큰 마찰의 작용으로 빠르게 마모되어 결국 누출되지 않습니다.

불안정한 공정 조건 및 잘못된 설치로 인한 Mechanical Seal 누출

불안정한 공정 조건과 잘못된 설치로 인한 진동, 장비 배출 및 기화의 순간적인 분리는 Mechanical Seal의 동적 및 정적 링 사이의 액막 손상으로 이어져 Mechanical Seal이 "마른" 상태로 작동하게 합니다. 무급유 상태. 씰 링의 온도는 급격히 상승하고 일부는 직접 연소되며 일부는 펌프가 정상 작동 상태로 돌아갈 때 급격하게 냉각되어 열충격 및 파편화를 일으킵니다. 열악한 플러싱 유체 및 조건은 또한 열 충격을 유발하여 밀봉 링에 방사형 균열을 일으키고 동적 및 정적 링의 마모 실패를 증가시킵니다. 동시에 흑연 링의 온도가 사용 온도를 초과하면 결정이 흑연 링 표면에 침전되고 더 높은 온도의 마찰 쌍 근처에서 탄화가 발생하며 입자가 마찰 쌍으로 들어갑니다. 동적 및 정적 링이 빠르게 마모됩니다.

메카니컬 씰의 씰링 링의 고장도 씰 누출의 주요 원인입니다.

동적 및 정적 링의 밀봉 링 조립이 비스듬합니다. 밀봉 링과 일치하는 샤프트 또는 슬리브의 표면 마감이 충분하지 않거나 일치하는 크기가 너무 작습니다. 밀봉 링과 밀봉 매체 사이의 물리적 또는 화학적 반응, 부식, 변형, 노화 등으로 인해 누출이 발생할 수 있습니다.

잘못된 조립으로 인한 메카니컬 씰 누출

메카니컬 씰을 조립하기 전에 메커니컬 씰 부품의 청소가 깨끗하지 않고 부품이 멍이 들거나 긁혔습니다. 어셈블리가 제자리에 있지 않습니다. 스프링 어셈블리가 편향되고 고정 나사가 고정되지 않습니다. 메카니컬 씰은 해체 등의 과정에서 손상되어 메카니컬 씰의 조기 고장 원인이 됩니다.

메카니컬 씰의 부적절한 선정 및 설계로 인한 메카니컬 씰의 누수

화학 플랜트의 다양한 공정 매체 특성, 기계적 밀봉 설계의 부적절한 선택, 밀봉 단면의 크고 작은 압력 비율 또는 밀봉 재료의 큰 수축으로 인해 기계적 밀봉 실패 및 누출이 매우 쉽게 발생합니다.

솔루션

위의 분석에 따르면 Mechanical Seal의 수명을 연장하기 위해서는 다음과 같은 조치 및 유지 보수 방법이 필요합니다.

스프링 압축 조정

스프링의 압축량을 조정하는 것은 메카니칼 씰 단면의 특정 압력을 조정하는 것이며, 이는 씰 성능 및 서비스 수명의 중요한 매개변수와 씰의 구조 유형, 스프링 크기 및 중간 압력과 관련이 있습니다. 단면의 특정 압력이 너무 크면 마찰 쌍이 손상됩니다. 특정 압력이 너무 작으면 누출되기 쉽기 때문에 일반적으로 제조업체는 일반적으로 3-6kg / cm2의 적절한 범위를 제공합니다. 스프링의 자유 길이 a, 스프링 강성 K(단위 압축을 생성할 때 견디는 하중) 및 지정된 특정 압력 P는 모두 제조업체에서 제공하는 매개변수입니다. 압축된 치수가 B일 때 p/(ab)=k이고, B=AP/K는 스프링 설치의 압축된 치수이다. 설치 후 스프링의 크기가 너무 크면 스프링 시트와 스프링 사이의 조정 패드의 두께를 늘릴 수 있습니다. 크기가 너무 작으면 조정 패드의 두께를 줄일 수 있습니다. 조정 패드의 두께는 마이크로미터로 측정해야 합니다.

움직이는 링 밀봉 링의 견고성

이동 링의 밀봉 링이 너무 꽉 끼는 것은 해롭고 쓸모가 없습니다. 첫째, 밀봉 링과 샤프트 슬리브 사이의 마모를 악화시키고 조기 누출을 유발합니다. 둘째, 작업 조건이 자주 변할 때 제 시간에 조정할 수 없는 이동 링의 축 조정 및 이동 저항을 증가시킵니다. 셋째, 과도한 피로로 인해 스프링이 쉽게 손상됩니다. 넷째, 이동 링의 밀봉 링을 변형시키고 밀봉 효과에 영향을 미칩니다. 이동 링의 플로팅 특성을 보장하기 위해 내경은 샤프트 직경보다 0.5-1mm 더 크며 샤프트의 진동 및 편향을 보상하는 데 사용되지만 간극이 너무 커서는 안 됩니다. 움직이는 링의 링이 고정되어 메카니컬 씰의 기계적 성능이 손상됩니다. 밀봉 링의 조임 정도는 윤활제를 도포한 후 한 손으로 압력을 가해야 합니다.

정적 링 밀봉 링의 견고성

정적 링 씰은 기본적으로 정적 상태이며 상대적으로 빡빡하면 씰링 효과가 더 좋지만 너무 빡빡하면 다음과 같은 결과가 발생합니다. 첫째, 정적 링 씰이 과도하게 변형되어 씰링 효과에 영향을 미칩니다. 둘째, 정적 링 재료는 대부분 흑연이며 일반적으로 부서지기 쉽고 과도한 응력은 쉽게 파편화됩니다. 셋째, 설치 및 분해가 어려워 정적 링이 쉽게 손상됩니다. 따라서 정적 링의 내경은 일반적으로 샤프트 직경보다 1-2mm 더 크며 밀봉 링의 조임 정도는 윤활제를 바른 후 양손의 압력에 따라 달라집니다. 손을 부드럽게 누를 수 있으면 너무 느슨해집니다. 손을 세게 누를 수 없으면 너무 빡빡합니다.

이전 및 새 씰 교체

상대적으로 말하자면, 새 메카니컬 씰을 사용하는 효과는 이전 메카니컬 씰보다 낫지만 새 메카니컬 씰의 품질이나 재료 선택이 올바르지 않으면 피팅 크기 오류가 씰링 효과에 영향을 미칩니다. 중합성 및 심투과성 매체에서 정적 링에 과도한 마모가 없는 경우(실링 표면에 균열, 떨어짐, 긁힘, 마킹, 플래시 및 편심 마모가 발생하고 스크래칭 및 마킹된 지점이 밀봉 면 전체를 관통하는 경우, 과도한 마모라고 함) 교체하지 않는 것이 좋습니다. 스태틱 링은 스태틱 링 시트에서 오랜 시간 동안 스태틱 상태에 있기 때문에 폴리머와 불순물이 전체적으로 침전되어 더 나은 밀봉 역할을 합니다.

메카니컬 씰의 주요 오작동 원인 4

분해 검사

메카니컬 씰이 누출되면 성급하게 분해 및 수리하지 마십시오. 때때로 씰이 손상되지 않을 수 있습니다. 작업 조건을 조정하거나 씰을 적절하게 조정하면 누출을 제거할 수 있습니다. 예를 들어, 스프링의 압축량을 조정하고, 주행 장비의 진동을 제거하고, 스프링이 탄성을 잃게 만드는 스케일과 동적 링과 정적 링의 마찰 쌍에 스케일을 제거합니다. 이러한 방식으로 낭비를 피할 수 있을 뿐만 아니라 실제적인 문제도 해결할 수 있습니다. 동시에 결함 판단 능력을 검증하고 유지 보수 경험을 축적하여 유지 보수 품질을 향상시킬 수 있습니다.