メカニカルシールのコスト分析

メカニカルシールのコスト分析には、ライフサイクル全体にわたるさまざまな要素の評価が含まれます。これには、初期購入および設置コスト、継続的な運用コスト、保守および修理コスト、および故障による潜在的な生産損失が含まれます。分析では、環境および安全面、および廃止および廃棄コストも考慮されます。

メカニカルシールと圧縮パッキング、シングルメカニカルシールとデュアルメカニカルシールなど、さまざまなシーリングソリューションを比較することで、企業は情報に基づいた意思決定を行い、業務を最適化し、全体的な経費を削減できます。

メカニカルシールのライフサイクルコストの構成要素

初期購入および設置費用

初期購入および設置コストは、いくつかの要因によって大きく異なります。

• シールの種類と複雑さ: シングルメカニカルシールは一般にデュアルシールよりも安価ですが、カートリッジシールは事前に組み立てられているため、高額になることがよくあります。
• サイズと材質: 大型のシールや特殊な材料 (シリコンカーバイドやタングステンカーバイドなど) で作られたシールは、通常、小型の標準材料のシールよりも高価です。
• アプリケーション要件: 高圧、高温、または腐食性の環境向けに設計されたシールには、高度なエンジニアリングと材料が使用されているため、価格が高くなることがよくあります。

設置コストも初期投資に大きく影響します。設置費用に影響する要因には次のものがあります。

• 人件費: 適切なシール取り付けには熟練した技術者が必要であり、料金は地域や専門知識のレベルによって異なります。
• 補助システム: 一部のメカニカルシールには、フラッシュプランやバリア流体システムなどのサポート システムが必要であり、全体的な設置コストが増加します。

初期コストは高額に思えるかもしれませんが、多くの場合、メカニカルシールのライフサイクル全体のコストのわずか 10 ～ 20% を占めるにすぎないことに注意することが重要です。

運営コスト

ほとんどのメカニカルシールは、最適なパフォーマンスを維持し、過熱を防ぐために、一定の冷水の流れを必要とします。必要な水の量は、1 分あたり 1 ～ 5 ガロンの範囲です。

フラッシュ液は通常、クリーンな製品または互換性のあるバッファー液で構成され、シール面の潤滑と熱の除去に役立ちます。フラッシュ液のコストは、必要なタイプと品質によって大きく異なります。たとえば、医薬品用途で使用される高純度液は、標準的な工業用液の 10 倍のコストがかかる場合があります。

エネルギー消費は、メカニカル シールの運用コストのもう 1 つの重要な要素です。シール面間の摩擦により熱が発生し、これを放散するには追加のエネルギーが必要です。調査によると、メカニカル シールはポンプの総電力消費量の最大 25% を占めることがあります。このエネルギー損失は、施設の電気料金の増加に直接つながります。

機器のメンテナンスと修理

機器の修理が必要な場合は、メカニカルシールへの影響を考慮することが重要です。不適切な取り扱いや再組み立ては、シールを損傷したり、早期故障につながる状況を作り出したりする可能性があります。

シールのメンテナンスと修理

修理費用は、シールの複雑さと損傷の程度によって異なります。O リングやガスケットの交換などの簡単な修理には、シールの初期価格の 10 ～ 20% かかる場合があります。面の交換やシャフト スリーブの改修を含むより大規模な修理には、シールの初期価格の 40 ～ 60% かかる場合があります。

シールのメンテナンスと修理には、特殊なツールと専門知識が必要になることがよくあります。多くの組織は、これらのサービスを OEM または認定サービス センターにアウトソーシングすることを選択します。これにより、コストは増加しますが、質の高い作業が保証されます。社内のメンテナンス チームには、追加のトレーニングと機器への投資が必要になる場合があります。

シール不良による生産損失

これらの損失は、計画外のダウンタイム、機器の効率低下、製品やプロセスの潜在的な汚染によって生じます。

高品質のシールと適切な取り付けに投資することで、故障の頻度を大幅に減らすことができます。プレミアムシールは初期費用が高くなる場合がありますが、故障による潜在的な生産損失を考慮すると、総所有コストが低くなることがよくあります。

環境と安全

適切なシールの選択とメンテナンスにより、排出量を大幅に削減し、危険物質の漏洩を防ぎ、プラント全体の安全性を向上させることができます。

高品質のメカニカルシールに投資すると、初期コストが高くなる可能性がありますが、環境責任の軽減、安全記録の改善、運用リスクの低減により、長期的には大幅な節約につながります。

廃止と廃棄

廃止費用はシールの材質と動作条件によって異なります。危険な化学物質にさらされたシールは特別な取り扱いが必要になる場合があり、廃棄費用が増加します。

一部のメーカーは、使用済みのメカニカルシールの回収プログラムを提供しており、エンドユーザーの廃棄コストを削減できます。これらのプログラムでは通常、使用済みのシールをメーカーに返却して適切に廃棄またはリサイクルするため、独自の廃棄方法に比べて廃棄費用を 10 ～ 20% 削減できる可能性があります。

さまざまなシーリングソリューションのコスト

メカニカルシールと圧縮パッキン

メカニカルシールの初期投資は大幅に高く、圧縮パッキンの 5 ～ 10 倍の費用がかかることがよくあります。ただし、この初期費用は、時間の経過とともに運用コストが削減されるため相殺されます。

圧縮パッキンは頻繁に調整と交換が必要であり、メンテナンス コストが高くなり、ダウンタイムが増加します。平均すると、パッキンは 3 ～ 6 か月ごとに調整し、12 ～ 18 か月ごとに交換する必要がありますが、メカニカル シールは介入なしで 3 ～ 5 年間動作できます。

エネルギー消費も重要な要素です。メカニカルシールは摩擦を減らすため、圧縮パッキングに比べて消費電力が少なくなります。これは、機器の寿命全体にわたって大幅なエネルギー節約につながります。

2 つのオプションでは、漏れ率が大きく異なります。メカニカル シールは通常、1 時間あたり 0.1 ～ 0.5 ガロンの漏れ率ですが、圧縮パッキングでは 1 時間あたり 1 ～ 5 ガロンの漏れ率があります。この違いは、製品の損失、環境コンプライアンス、および安全性の考慮事項に影響します。

シングルメカニカルシールとデュアルメカニカルシール

シングル メカニカル シールは、一般的に初期費用が安価です。ただし、メンテナンスや交換の頻度が高くなる可能性があり、長期的には費用が増加する可能性があります。シングル シールは一般的に消費電力が少なく、エネルギー コストも低くなりますが、漏れに対する保護力は低くなります。

デュアル メカニカル シールは、初期コストは高くなりますが ($1,500 ～ $5,000)、信頼性と寿命が長くなる傾向があります。優れた漏れ防止機能を備え、環境および安全上の潜在的なリスクを軽減します。

メンテナンスの頻度は 2 つのタイプ間で大きく異なります。

• シングルシールは通常12～18か月ごとにメンテナンスが必要です
• デュアルシールは、メンテナンスが必要になるまで3～5年間は動作し続けることが多い。

カートリッジメカニカルシール

カートリッジ メカニカル シールは、さまざまな産業用途において、コンポーネント シールに比べて大幅なコスト上の利点があります。これらの組み立て済みユニットにより、設置時間が最大 50% 短縮され、人件費と組み立て時の潜在的なエラーが最小限に抑えられます。

カートリッジ シールの初期購入コストは、通常、コンポーネント シールよりも 15 ～ 25% 高くなります。ただし、この投資は、メンテナンス費用の削減と信頼性の向上によって相殺されることがよくあります。カートリッジ シールは調整の頻度が少なく、平均メンテナンス間隔 (MTBM) はコンポーネント シールよりも長くなります。

カートリッジ シールのメンテナンスおよび修理コストは、コンポーネント シールに比べて大幅に低くなります。モジュール設計により、ユニット全体を素早く交換でき、メンテナンス時間を最大 60% 短縮できます。この効率性により、人件費だけでシール交換 1 回あたり $1000 ～ $2000 の節約になります。