化学工業用機械シールの漏れ問題と修理対策について

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機械シールの漏れ問題と修理対策について　機械シール技術とは、軸に対して垂直に相対的に滑動する1対または数対の端面によって構成され、流体の圧力や補償機構の他の力が作用しても依然として密着状態を維持し、さらに補助シール装置を加えることで漏れを防ぐ機能を発揮するものである。機械シールにより、静止環の接触面と動環は動いている間も常に密着したままでいられます。静止環と動環の間に適切な圧力差を生み出し、常にその間に液体膜を維持することで、密封を実現する。 機械シールで主に使用される部品には、ステータリングリングやローテーティングリングなどの端面シール部品があります；補助的な役割を果たすのは、O型、U型、X型など、さまざまなタイプのシールリングもある；補償部品にはスプリング、プッシュリングなどが含まれる；駆動部品には駆動ネジや駆動ピンなどがある；締め付け部品には、プッシュリング、スプリングベース、プレート、ナットなど、多くのものがあります。 では、機械シールは主にどのような機器で使われているのでしょうか？一般的に、機械シールは遠心ポンプ、遠心分離機、圧縮機、反応釜などの機器に使用されます。その密封性能は優れており、漏れ量が少なく、使用寿命も長く、消費電力も低いため、頻繁なメンテナンスも必要ありません。機械シールは適応能力においても非常に優れており、一般的に自動化された生産や高温高圧といったさまざまな過酷な環境、そしてシールに対する厳しい要求条件にも対応できます。 機械シールの漏れ問題　一般的な機械シールの漏れの状況には、以下のようなものがあります：1. シール面の平面度の損傷によって引き起こされる漏れ　シール面の損傷は、ほとんどの場合、不均一なすべり跡や表面の切断跡が生じることによって起こります。その原因は、ポンプのシールケースやミキサーのヘッドが変形したり損傷したりしたこと、あるいはボルトの締め付け具合に不均一さがあったことなどにより、スタティックリングのシール面が変形し、最終的に漏れが発生するためかもしれません。また、熱間組立時の温度変化や熱膨張率の違いにより、スライド部品の形状が変わり、それがシール面の形状変化を引き起こしている可能性もあります。そのため、密閉性も損なわれ、結果として漏れの問題が発生します。 2. 密封面の潤滑性の損傷によって引き起こされる漏れ　端面密封の潤滑性も非常に重要であり、端面の液膜による密封作用に加えて、潤滑作用によっても正常な動作が実現される。端面の液膜が一度破損すると、摩擦シール面が瞬時に摩耗し粗さが急激に悪化し、硬質材料であってもひび割れなどの深刻な現象が発生することがある。滑動摩擦面の温度が急激に上昇した場合、熱の蓄積をすぐに解消できなければ、シール液が蒸発し、潤滑膜が消失して、結果として干渉摩擦が発生する。千摩擦はシール面を容易に損傷させ、大量の漏れの危険因子となります。 3.動的作用による損傷が原因の漏れ　機械シール装置の動環と静環は軸と共に常に回転しており、繰り返し同じ動きを行い続けます。この反復的な動きは、シール面に変化をもたらすだけでなく、装置の軸方向の移動量も増加させ、徐々に機械シールの精度を低下させます。このように長期間続くと、装置の各部品が損傷したり変形したりして、追従性を失い、結果としてシールが漏れることになる。 機械シールの動作性に影響を与える要因とは何でしょうか？まず、スラリーの堆積によってバネの作用が妨げられたり、滑動部品の動きが制御不能になったり、シール面が摩耗したりすることで、機械シールの動作性が深刻に影響を受けます；スライドシール面に摩耗や硬化、老化などが生じると、軸とシールリングが損傷し、スプリングベースも摩耗したり曲がったりします。 4. 複数の要因が重なって引き起こされる漏れ 漏れが発生するのは、時として複数の要因が重なった結果であり、例えば摩擦、滑り不良、スライドリングの変形、平面度の変形といった様々な要因が重なり合うことで、容易に漏れが生じてしまうのである。これらの原因の多くは、過度な疲労、不均一な圧力、および液膜の破壊によって引き起こされるものです。したがって、メカニカルシールを正しく取り付け、清潔さを保つことは非常に重要であり、適切な冷却も加わることで、潜在的な問題をより効果的に解消することができます。 機械の漏れに関する修理対策 1.動作不良に対する対策 まず、耐摩耗性とゴムの弾力性に優れたOリングを使用する。このリングは、わずかな損傷が生じても元の形状やサイズを保ち、引き続きシール機能を発揮する。一般的にシールに使用されるOリングは、ほとんどがゴムまたはポリテトラフルオロエチレンである。ポリテトラフルオロエチレンは主に腐食作用があり、波形ガスケットやV字管などとして使用できます。高温または低温の環境下では、一般的にステンレスなどの材質で作られたリブ付きチューブがシールリングとして使用されます。一方、回転型の機械シールが必要な場合は、シールリングにOリングを用いて滑りシールを行います。 寿命の長い静止型の機械シールを採用することを検討でき、静環を軸側に、動環をケーシング側に設置すれば、機械的な変形によって装置に影響が及ぶことはなく、また平面度の高い構造を維持するのにも有効です。また、この取り付け方法ではスプリングがシール液に触れないため、動作性が大幅に向上し、スラリーの除去やシール面の平坦性・機械の精度を維持する工程などで大きな利便性がもたらされます。 機械シールも加熱による影響を大きく受けます。加熱によって材料が変性したり部品が変形したりするため、負荷能力が変わり、その結果シールの性能が大幅に低下し、焼損する可能性も高まります。処理方法は熱量の大きさに応じて状況に合わせて決定する必要があり、自然冷却、内部循環冷却、外部洗浄冷却、内部循環冷却などがあり、またシールの温度を制御して最良のシール効果を得る。 2. スライド面に対する対策 設備のメンテナンスや点検において、設備に摩耗やスリップ痕がないかを入念に確認し、スタティックリング表面の精度を保つ。同時に、静止型の機械シール方式を採用することで、摩耗問題をうまく解決できる。スライド部品の材料応力変化によるシールの熱変形を解決するもう一つの方法は、シールリングのOリングまたはグラファイトリングの保持方法をスライド式から挿入式に変更することである。 3.乾燥滑りを防ぐ対策 滑動による発熱時の冷却不足が原因で滑動面が損傷し、乾燥滑りが生じる場合は、より性能の高いシール液や冷却水、温度制御ユニットを導入することができます。また、供給ラインについても定期的に点検を行い、詰まりが発生しないようにする必要があります。機械シールを選定する際は、乾燥摩擦の発生をより効果的に防ぐため、耐スラリー性に優れた静止型機械シールを使用することが望ましい。また、回転機械の運用管理を強化し、メカニカルシールの圧力などの各種パラメータや状態を定期的にチェックし、関連する問題を迅速に解決することは、機械の健全性と正常な稼働を維持する上で非常に重要です。 まとめ 以上のことから、化学工業用機械シールの漏れ問題は非常に重要な課題であり、化学工業全体の安全に直結している。一度漏れが発生すると、重大な事故を引き起こす可能性が高い。したがって、機械シールの問題については、より良いメンテナンスおよび予防策を見出すため、重点的に検討する必要があります。化学工業用機械シールの漏れ問題と修理対策　化学工業用機械シールの漏れ問題と修理対策