メカニカルシールの表面から熱を取り除かなければならない理由

メカニカルシールの対向面に過度の熱がこもると、プロセス機器の信頼性に深刻な問題を引き起こします。これは単純な事実で、熱はシールの寿命を損ないます。このレポートでは、メカニカルシール面から熱を除去した場合のメカニカルシールの寿命について説明します。

メカニカルシールの表面で熱を除去することは、多くの直接的、間接的な理由から重要です。効果的な熱除去は、メカニカルシールの効率、信頼性、寿命を維持するために不可欠です。従って、熱の影響を理解し、メカニカルシール面の熱を除去・除去するソリューションを適用することは、機器の信頼性を最大限に高めるために不可欠です。

議論する：

すべての回転機器エンジニアが知っておくべき簡単な方程式がある：

クールなアザラシの顔＝アザラシの寿命

すべての偉大な方程式がそうであるように、この方程式も非常にシンプルです。しかし、この方程式は、メカニカルシールの選定や機器の信頼性アップタイムに関する知識を得るための、基本的で強固な基礎となります。

もし、工場のエンジニアや購買担当者、管理者がこの簡単な方程式を覚えていて、メカニカルシールを購入したり、回転機器に取り付ける前に、全てのメカニカルシールの設計提案や見積もりにこの方程式を適用すれば、将来、トラブルシューティングや剥離、回転機器の再構築に費やす時間とコストを削減でき、重要な生産稼働時間を失うこともなくなるでしょう。

メカニカルシール面の熱除去がメカニカルシールの長寿命化に役立つ主な理由は以下の通りです：

摩耗と摩擦の低減：

シール面の発熱は、シール面間の摩擦と摩耗の増加につながります。その結果、シール面の劣化が促進され、メカニカルシール全体の寿命が短くなる可能性があります。

効率的な熱除去によりシール面を低温に保ち、摩擦と摩耗を低減します。

シール面の潤滑：

熱の除去には、シール面間の潤滑剤として機能する冷却液の循環を伴うことが多い。この潤滑により、シール面間に薄い液膜が形成され、直接接触や摩耗が減少します。また、ドライスポットの発生を防ぐことで、急激な摩耗を防ぐこともできます。

覚えておくべき重要なことは......。

熱除去はメカニカルシール面のインボードとアウトボードの両方で行わなければならない

いわゆる "インテグラル・ポンピング・リング "を使用した多くのメカニカルシールは、シール内部で冷却液を循環させることができません。図1に示すように、このようなシールはアウトボードシール面に冷却液を循環させるだけで、インボードシール面には熱が蓄積され、シール面の損傷や故障の原因となります。

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ダブルメカニカルシールでは、主要な「シール作用」はインボードシール面によって行われます。このインボードシール面は、プロセス媒体が漏れるのを防ぐ「第一の防御線」です。

冷却液を交換し、インボード面に補充しないと、熱が蓄積し、シール面が劣化し、最終的に故障する。

残念なことに、従来のメカニカルシールのサプライヤーは、インボード面の冷却液を効果的に交換できない理由を長々と並べるだろう。バスケットボールをやっていて「ボールが大きすぎる」とか「ネットが小さすぎる」と言う人たちと同じだ。

自問してみよう。「こんな自動車メーカーから車を買うか？

...私たちは、エンジン冷却オイルを車のエンジンの一部に循環させるだけです。

エンジンの他の部分が熱くなって故障するのを積極的に放置している」？

シール性能とリークコントロール：

熱の蓄積はメカニカルシールのシール性能に悪影響を及ぼします。シール面の熱膨張や歪みは、回転/摺動シール面の不均一な接触につながり、シール効率を低下させます。その結果、漏れが増加し、シールの早期破損につながります。

効果的な熱除去により、シール面の形状を一定に保ち、最適なシール性能を確保し、漏れを最小限に抑えます。

熱によるダメージ防止：

高温はシール材に熱損傷を与え、劣化、軟化、化学反応を引き起こし、シールの完全性を損ないます。

メカニカルシールやプロセス機器内のエラストマーには、その材料特性に基づく上限温度があります。熱の増加はエラストマーを劣化させ、エラストマーの破損につながります。

単純なエラストマーの不具合のために、ポンプ全体を取り外し、修理、交換しなければならなかったことは何度ありますか？...それは常に起こり、プロセスラインのダウンタイムと機器の修理費用という絶対的な幸運をもたらします。

従来のメカニカルシールのサプライヤーがエラストマーのせいにするのは簡単です。しかし、多くの場合、エラストマーのせいではなく、熱が効果的に除去されないメカニカルシールの過熱する面に隣接して設計されているのです！

余分な熱を取り除くことで、このような損傷を防ぎ、メカニカルシールが意図したとおりに機能し続けることを保証します。

エネルギー効率の改善：

高温で使用されるメカニカルシールは、摩擦の増加や効率の低下によりエネルギー損失を引き起こす可能性があります。

ハンドブレーキをかけたまま車を運転することはないだろう？

メカニカルシール面が劣化した回転機器を運転するのは、ハンドブレーキをかけたまま車を運転するようなものだ！

これはメカニカルシールに悪い影響を与えるだけでなく、機器のベアリング、オイルシール、電気モーターを含むシステム全体にストレス、振動、問題を引き起こすため、プロセス機器全体に悪い影響を与える。

ダブルメカニカルシール内の効果的な熱除去により、より低温の運転状態を維持することで、プロセス機器全体のエネルギー効率を向上させることができます。

プロセスの安定性と信頼性：

熱除去は、機器の故障、シャットダウン、プロセスの中断につながる可能性のある過熱を防止することで、機器全体の安定性と信頼性に貢献します。安定した運転温度は、システム全体の信頼性を高めます。

シール寿命の延長：

過熱はメカニカルシールの寿命を著しく低下させます。シール面を低温に保ち、摩耗や損傷を最小限に抑えることで、シールの寿命を延ばし、メンテナンスや交換の頻度を減らすことができます。これは将来的に大きなコスト削減につながります！

安全性への懸念：

アプリケーションによっては、過剰な熱の蓄積は、シールの不具合やオペレーター環境への危険物質の漏れの可能性など、安全上のリスクをもたらすことがある。

効果的な熱除去は、このような健康と安全のリスクを軽減し、より安全な作業環境を確保するのに役立ちます。

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概要

全体として、メカニカルシール面における効率的な熱除去は、最適なシール性能を維持し、摩耗や損傷を防ぎ、プロセスの信頼性を確保し、メカニカルシールとそれが取り付けられた機器の両方の寿命を最大限に延ばすために極めて重要です。

技術者、購買担当者、管理者は、メカニカルシールの2組のシール面で確実に熱を除去しなければならない。

見積もり段階で正しいシール設計の選択に焦点を当てることからすべてが始まる。

宿題をしよう。簡単な方程式を適用して......。そして最も重要なことは、自問自答することだ；

このシールデザインは、インボードとアウトボードの両方のメカニカルシール面で効果的に熱を除去することができますか？

もし答えがイエスなら、信頼性のアップタイムをしっかりとした土台の上に「構築」することができる。

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詳細情報

信頼性シールのテクニカルセールスチームまでお問い合わせください。

「学びとは、終わりのない絶え間ない発見のプロセスである」-ブルース・リー（格闘家、俳優）