ポンプ用機械シールの技術的課題

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file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg 機械シールは、一般的な構造によって集合型と非集合型に分けられる。• 1 集合型の主要部品；プレスキャップ–シャフトスリーブ–動環コンポーネント–静環–ウォータージャケット–シールパッドまたはOリング–ネジの7つの部品で構成されている。 • 2 非集装式主要部品；動環コンポーネント—静環【シールパッドまたはOリング、ねじを含む】 機械シールは動シール/静シールに分けられる ㈠動シール；機械シールは軸またはシャフトハウジングに垂直に取り付けられ、軸やシャフトハウジングと共に回転し、液体の漏出を防ぐ装置で、動的シールと呼ばれます。 ㈡静的シール；静止した装置に取り付けられたシールを静密封と呼びます。すべての固体は静止密封です。よく使われるのは金属、ゴム、アスベストなどです。 機械シールとは何か • まず機械シールとは何かを理解するためには、水ポンプ装置について大まかに知っておく必要があります。ほとんどの水ポンプは、モーターを回転動力源として利用し、ポンプのインペラーを回転させる。水ポンプのインペラには一定数の流路があり、媒体である液体が流路を通過する際、遠心力によって流路から外に投げ出される。インペラーによって吹き出されたこれらの液体媒体に、適切な位置で出口を設けて流れを誘導すると、液体はポンプの入口で加速・加圧されて送り出される。これが通常の遠心ポンプの基本原理である。 水ポンプはモーターによってインペラーを高速で回転させるが、ポンプ本体は静止したままであり、その内部は液体媒体で満たされている。液体媒体がポンプ本体とポンプシャフトの隙間から漏れ出すのをどう防ぐか。 シール機構 • 機械シールとは、回転する流体系機械に用いられる軸シール装置です。（遠心ポンプ、遠心分離機、反応釜、圧縮機などの機器で、軸と機器のケーシングの間には円周方向の隙間があり、機器内の媒体がそこから漏れ出すため、漏れを防ぐ装置を設ける必要がある。機械シールは漏れが少なく寿命が長いといった利点があるため、主要な軸シール方式となっており、エンドシールとも呼ばれます。） • **関連規格における定義：回転軸線に垂直な少なくとも1対の端面から構成され、流体圧力および補償機構の弾力（または磁力）の作用、さらには補助シールリングの協力により、その一対の端面が密着した状態で相対的に滑動し続け、流体の漏れを防ぐ装置。 ポンプ用機械シールの技術的課題 • 1；ポンプ用機械シール概要 • 2；ポンプ用メカニカルシールの修理における5つの問題点 • 3；機械シールの漏れ原因分析および判断 • 4；機械シールの点検における誤った考え方 • 5；機械シールの取り付け時の要件：1、ポンプ用機械シールとは、ポンプ類の機器に取り付けられて動的なシール機能を果たす装置のことです。ポンプ室内の流体媒体がポンプ軸を通ってポンプ外に漏れ出るのを防ぐための重要な部品；ポンプは流体を送液するため、水平設置、高回転数、高圧、固体粒子の混入、腐食性が強いといった特徴を持つ。そのため、ポンプ用の機械シールの主要な材料は、固体粒子による衝撃や摩耗に耐える必要がある。高回転数、高温腐食、高圧によるシールパラメータの不安定化といった不利な要因の影響から、機械シールの材質には高い要求が課せられる。ポンプが送液する媒体や温度などの運転条件に応じて、シール材質を選定します。ポンプの構造に応じて、シールの形式も選択する必要があります。機械シールは、金属と非金属を組み合わせた高精度で構造が比較的複雑な機械的基礎部品の一つであり、ポンプ類の重要な部品です。その密封性能と使用寿命は、多くの要因によって決まります。密封の選定、機械の精度、丁寧な取り付け、正しい使用法、現場の作業条件などの要因です。機械シールには種類が多く、構造も複雑で型番も様々であるため、その修理も識別や判断が非常に難しい。 2、一般的な機械シールの漏れ原因は主に5つある。• A軸受と軸との間のシール • B動環と軸受との間のシール • C動環と静環の端面間のシール • D静環と静環支持部との間のシール • Eシールプレートとポンプケーシングとの間のシール 3、シールが漏れた場合、修理する前にまず上記のどの現象に該当するかを判断する必要がある。ポンプを取り外す際に、シールの漏れ原因を目視で確認し、自分で正しいかどうかを判断する。 • A 静圧時の漏れ；機械シールは取り付けて調整した後、通常、静圧試験による検査が行われます。漏れの状況を観察し、シールケーシングとポンプシャフトの間から漏れている場合は、軸シールリングまたはガスケットに問題があることを意味します。漏れ量を観察し、漏れ量が少ない場合は、多くの場合動環または静環のシールリングに問題がある。漏れ量が多い場合、動環と静環の摩擦ペアに問題があることを示しています。【ポンプの漏れ量に明らかな変化がある場合、動環と静環の摩擦ペア間に問題があると判断できる】；】もし漏れた媒体がケーシングの外側に漏れ出す場合、動環のOリングに問題があることが多いです。漏れた媒体が周囲に噴出したり、水冷孔から漏れ出たりする場合、多くはスタティックリングのシールリングに問題がある。もし正常に動作している際にリブ付きチューブのシール部から突然漏れ出す場合、それはリブ付きチューブが破断したことです。シール構造を理解し、現場で注意深く観察すれば、必ず正しく判断できる。 • B車が運転中に漏れが発生した場合、シールはすでに静圧試験を受けているにもかかわらず、運転中にシールから漏れが見られるのは、軸間やプレートシールの故障が原因であり、基本的には動環と静環の摩擦部が損傷したためです。摩擦対のシールが機能しなくなる主な要因は、以下の通りです； • 【1】運転中に配管の真空状態やエアエロージョン、圧力過大などの異常が発生し、大きな軸方向力が生じることで、動環と静環の接触面が分離したり、深刻な摩耗が起こったりする； • 【2】機械シールの圧縮量を過大に設定したため、シールの摩擦対面が重度に摩耗し、傷ついた。 • 【3】動環シールリングが過度に締まっており、スプリングでは動環の軸方向の浮き量を調整できない。 • 【4】スタティックリングのシールリングが緩すぎるため、アクチュエータリングが軸方向に浮動すると、スタティックリングがスタティックリングベースから外れる。 • Cが正常に動作中に突然漏れるのは、スプリング式シールの動・静環の摩擦部品が損傷したか、シールリングの寿命が尽きたためです。または、作業条件の変化によるものです。 • 【1】配管内の媒体が不安定で、真空状態やエアエロージョンが発生したり、長時間圧力がかかったままになったりすることで、シールが損傷する。 • 【2】ポンプの吐出量が少なく、大量の媒体がポンプ内で循環し、熱が蓄積して媒体が気化し、結果としてシールが機能しなくなる。 • 【3】洗浄量が多すぎる。洗浄端に遮断制御板を取り付けるか、洗浄孔の向きを改良する。 • 【4】長期間停止していたポンプを再起動する際、手動での回転試験が行われなかった。摩擦対の端面が粘着することで、シールが損傷する。 • 【5】媒体中の腐食性、重合性、ゲル化性物質が増加する。 • 【6】運転条件の変更または調整。 4、Aスプリングの圧縮量が大きいほど、シール効果は高くなる。実際はそうではなく、ばねの圧縮量が過大になると、摩擦対が急激に摩耗し、瞬時に焼損する可能性があります。過度な圧縮によりスプリングは動環端面を調整する能力を失い、結果としてシールが機能しなくなる。 • B動環のシールリングは、きついほど良い。実際、動環シールリングを過度に締め付けるのは害があり、利点はない。一つは、シールリングとシャフトスリーブの間の摩耗が進み、早期に漏れが発生することです。二つ目は、動環の軸方向調整および補償能力が向上したものの、作業条件が頻繁に変化する際に適時に調整できないことである。三つ目は、バネの過度な疲労により摩耗しやすいことです；四つ目は、駆動環のシールリングが過度に変形し、シール性能に影響を与えることです。 • C静環シールリングは、締め付けがきついほど良い。静環シールリングは基本的に静止状態にあり、半径方向および軸方向のシールも行います。取り付け時にきつすぎると困ります。ハードコーティングによりスタティックリングが変形し、シールリングが損傷する。 機械シール構造は、一般的に次のように分類できる。• 1金属波管機械シール。• 2 テトラフルオロエチレン製波形チューブ式機械シール • 3 ゴム製波形チューブ式機械シール。• 4単【大】スプリング式機械シール・5多【小】スプリング式機械シール。6重リボン式メカニカルシール ㈥各部品が各種装置に取り付けられる役割 – 1プレスキャップ；主に、スタティックリングに幾何学的なサイズの取り付けスペースを確保する役割を果たします。【メンテナンスが容易で費用も節約できる】2軸シール；主に、動環コンポーネントを軸受けを介して軸に接続し、軸と同期して回転させることができます【同様に、メンテナンスが容易で費用も節約できます】 – 3動環コンポーネント；主にネジを介して動環コンポーネントを軸受ケーシングに接続し、運転中にベローズやスプリングによって動環を静止環の両端面に密着させる役割を果たします。 – 4静環；主に静止部の【圧蓋】とはネジまたはOリングによる圧入接続で結ばれており、動環と精密に接触する端面があります – 5水套；主に高温媒体として機能し、冷却水が水套を通って密封腔内を方向性を持って流れることで冷却作用を果たす。 – 6本のネジとシールパッド。 – 上記の各部品の材質は、媒体の成分に基づいて決定されます。 ㈦取り付け前のメカニカルシールの点検 • 1まず、取り付けるシールの各部品の数を確認する。 • 2、既に出荷された密封品の品質を目視で確認する。3 直観的な検査時に注意すべきポイントはいくつかある；①圧蓋の内孔にあるスタティックリングOリングの接触部の表面粗さが基準を満たしているか、また端面に傷がないかを確認する。プレートシールパッドがプレートの端面のエンドフィット部に適切なサイズで取り付けられており、端面に傷がないかを確認する。 • ②軸受け；主にOリングやシールパッドが装着されているかを確認します。軸受と動環のOリングの接触面の粗さや傷がないかを再度確認する。• ③動環コンポーネント；押下時の操作感がスムーズか、シール面にひび割れやキズ、ほこりがないかを確認する。 • ④静環；主に、スタティックリングのシール端面にひび割れやキズ、ほこりがないかを確認し、スタティックリングのOリングが正常に機能しているかをチェックします。 • 検査が終わったらまず試し組み立てを行い、その主な目的は各部の幾何公差寸法が適切かどうかを確認することです。次に、各部品をきれいな布で拭き清めます。設置者以外が勝手に触れたり動かしたりしないよう、またほこりが入らないようにする対策が必要です。 ㈧取り付け時の注意事項 1まず、シールを安全な場所に置き、破損や損傷が起こらないようにしてください。 • 2取り付ける際は、丁寧に扱ってください。順番にインストールしてください。 • 3　動環/静環を取り付ける際は、シール面を特に清潔な布でもう一度拭き、端面に少量の清潔な機械油を垂らしてから、両端面を接触させます。 • 4 各部のネジはしっかり締め付け、ハンマーで叩いたり強く振動させたりしてはならない。 • 5　全ての取り付けが完了した後、手動でのタービン回転はスムーズか？ • 6運転中に手で触って、シールキャップの表面温度が正常かどうかを確認してください温度が高すぎる場合、2つの理由が考えられます；シールの収縮が過大です。シールを外して圧縮量を減らす。 • パイプラインとシールキャビティでキャビテーションが発生する。直ちに停止し、危険因子を排除しなければならない。