腐食環境用メカニカルシール

腐食環境の種類

化学処理

強力な化学物質に毎日さらされると、標準シールが劣化し、漏れやダウンタイムが発生します。酸、アルカリ、溶剤、その他の反応性物質の取り扱いは、シールの完全性に特有の課題をもたらします。

メカニカル シールを選択するときは、使用する特定の化学物質を考慮してください。フルオロカーボン エラストマーは強力な酸に適しており、パーフルオロエラストマーは高温に耐えます。シリコン カーバイドやカーボン グラファイトなどのシール面の素材は、研磨性および腐食性の化学物質に耐えます。

オイルとガス

高温、強力な化学物質、研磨粒子などの過酷な条件により、急速な摩耗が発生し、シールが故障して運用が中断し、メンテナンス コストが増加します。

硫化水素 (H₂S) は、広く見られる腐食性物質です。硫化水素は、特に酸性ガス田で硫化応力割れを引き起こします。高品質のステンレス鋼や高度な複合材など、H₂S に耐性のある材料で作られたシールは、長期的な信頼性を保証します。沖合での掘削作業では、腐食を加速させる塩水への露出というさらなる課題に直面します。

原油には、シールの表面を侵食する砂や粒子状物質が含まれていることがよくあります。シリコンカーバイドなどの硬い表面を持つメカニカルシールは、この摩耗に耐えます。高圧環境では、完全性を損なうことなくかなりの圧力に耐えるシールが必要です。

医薬品製造

強力な化学物質、溶剤、洗浄剤にさらされると、シール材が急速に劣化し、漏れや汚染が発生する可能性があります。

医薬品製造に使用される酸と塩基は反応性が高く、標準的なシール材を摩耗させる可能性があります。溶剤は特定のエラストマーを膨張させたり溶解させたりして、シールの完全性を損ないます。次亜塩素酸ナトリウムや過酸化水素などの薬剤で頻繁に洗浄すると、化学的ストレスが加わります。

PTFE (ポリテトラフルオロエチレン) と FFKM (パーフルオロエラストマー) は、優れた耐薬品性を備えています。これらの材料は劣化することなく過酷な条件に耐え、シール寿命を延ばします。

ダブルシールまたはガスバリアシールは、プロセス流体をシール面から隔離することで追加の保護を提供し、腐食のリスクを軽減します。

腐食環境向けメカニカルシールの種類

ベローシール

腐食性の環境を扱う場合、ベローシールは信頼性の高い保護を提供します。テフロンベローシールは強力な化学物質の取り扱いに適しており、ゴムベローシールはより摩耗性の高い条件に優れています。

テフロンベローシール

過酷な化学環境におけるメカニカル シールには、テフロン ベロー シールが適しています。優れた耐薬品性で知られるテフロンを使用したこれらのシールは、攻撃的な物質を扱う用途に最適です。腐食性の高い環境でも長寿命と信頼性を保証します。テフロン ベロー シールは柔軟性があり、位置ずれや熱膨張に対応します。堅牢な保護機能を備えているため、厳しい産業環境に最適です。

ゴムベローシール

柔軟性と耐久性に優れたゴム製ベローズシールは、腐食環境でも信頼性の高い性能を発揮します。強力なシール機能を維持しながら、化学物質への暴露に効果的に対処します。独自の設計により、位置ずれやシャフトのたわみを吸収し、摩耗を最小限に抑えて耐用年数を延ばします。取り付けは簡単なので、強力な耐腐食性が求められる用途に効果的なソリューションです。

プッシャーシール

プッシャーシールは、摩耗が発生しても一次シール要素と回転面の間の最適な接触を維持するスプリング機構により、耐久性と信頼性を実現します。

高温と高圧に耐えられるため、さまざまな産業用途に適しています。化学処理、石油化学、製薬などの業界では、漏れや汚染を防ぐためにこれらのシールが役立っています。

カートリッジシール

カートリッジ シールは、腐食環境に対応できる堅牢で使いやすいソリューションを提供します。これらのシールは事前に組み立てられているため、従来のシールに典型的な複雑な取り付けプロセスが不要になり、取り付けエラーのリスクが最小限に抑えられます。この設計機能により、パフォーマンスが向上し、耐用年数が長くなります。

カートリッジ シールは、ハステロイ、インコネル、さまざまなセラミック複合材などの高品質の耐腐食性材料で作られているため、腐食環境で優れた性能を発揮します。これらの材料により、シール コンポーネントは、劣化することなく、強力な化学薬品や極端な温度に耐えることができます。

カートリッジ シールを使用すると、メンテナンスが簡単になります。 1 つのカートリッジ内に封入されているため、コンポーネントの交換やメンテナンスにかかる時間が短縮され、ダウンタイムとメンテナンス コストが削減されます。 内蔵のフラッシング ポートにより簡単にクリーニングでき、シールの寿命がさらに延びます。

PTFEウェッジシール

PTFE ウェッジ シールは、幅広い化学物質に対して優れた耐性を発揮します。PTFE (ポリテトラフルオロエチレン) は非反応性であり、刺激の強い物質にさらされても急速な劣化を防ぎます。

PTFE ウェッジ シールは、高温と低温の両方に対応できる汎用性を備えており、さまざまな用途に適しています。これらのシールは、極寒または高温の条件でも完全性と性能を維持します。摩擦係数が低いため、可動部品の摩耗が軽減され、機械の寿命が延びます。

腐食環境で使用される一般的な材料

金属

ステンレス鋼、特にグレード 316 と 304 は、手頃な価格とさまざまな腐食剤に対する耐性があるため、よく選ばれています。その汎用性と入手しやすさにより、多くの用途で好まれる素材となっています。

より厳しい条件では、ニッケルモリブデン合金のハステロイが、酸化環境と還元環境の両方に優れた耐性を発揮します。孔食や応力腐食割れに効果的で、攻撃的な化学環境に最適です。化学処理や廃水処理などの業界では、ハステロイがよく使用されています。

極端な温度と高い腐食状況では、インコネルが最適な選択肢です。このニッケルクロム合金は、酸性とアルカリ性の両方の環境で優れた強度と耐腐食性を発揮します。インコネルは極端な熱ストレス下でも完全性を維持するため、航空宇宙や海洋工学などの要求の厳しい用途に適しています。

陶芸

セラミック、特にシリコンカーバイドとタングステンカーバイドは、腐食性環境のメカニカルシールに最適です。シリコンカーバイドは優れた耐摩耗性と耐腐食性を備えているため、長寿命と信頼性が求められる用途に最適です。硬度と高い熱伝導性により、高温や強力な化学物質にも効果的に対応できます。

タングステンは耐久性と耐摩耗性にも優れており、高圧下や腐食性物質の存在下でも完全性を維持します。

ポリマー

テフロンとして知られる PTFE は、比類のない耐薬品性、低摩擦性、高温耐性を備えています。強力な化学物質によって他の材料が劣化する可能性のあるシーリング用途に最適です。非反応性のため、酸、塩基、溶剤との使用に適しており、厳しい条件下でも長期にわたる耐久性を保証します。

FFKM (パーフルオロエラストマー) は、PTFE の耐薬品性とエラストマーの柔軟性および弾力性を兼ね備えています。FFKM シールは、強力な耐薬品性と極端な温度および圧力に耐える能力が求められる用途で使用されます。高濃度の酸、溶剤、炭化水素が関与するプロセスで確実に機能し、劣化することなく完全性を維持します。

材料を選択する際に考慮すべき要素

化学的適合性

シールが接触する特定の化学物質（酸、アルカリ、溶剤、またはそれらの組み合わせ）を特定します。各化学物質は異なる材料と独自に相互作用するため、普遍的なアプローチではなくカスタマイズされたソリューションが必要になります。

化学物質の濃度レベルを考慮してください。濃度が高いと腐食や劣化が早まる可能性があります。シール材と予期しない相互作用を引き起こす可能性のある不純物の存在を評価します。たとえば、特定のエラストマーは純粋な物質では適切に機能するかもしれませんが、汚染された状態では機能しなくなります。

温度

動作温度と潜在的な変動の両方を考慮してください。高温は化学反応を加速し、腐食速度を増大させます。低温は材料を脆くし、破損しやすくなります。

シール材料として可能性のあるものの温度安定性を評価します。Viton や EPDM などのエラストマーには、それぞれ異なる閾値があります。Viton は高温に耐えますが、EPDM は低温環境でより優れた性能を発揮します。想定される条件下で材料が機械的特性を維持することを確認します。

材料の熱膨張特性を考慮してください。金属とポリマーは膨張率と収縮率が異なります。熱膨張係数が合わないと、温度変動時に隙間ができたり、過度のストレスがかかったりして、シールが破損する可能性があります。

熱伝導性もシールの完全性を維持するために重要です。熱伝導性の低い材料は熱を閉じ込め、局所的なホットスポットや早期劣化を引き起こす可能性があります。

プレッシャー

高圧条件では、腐食ストレスと物理的ストレスの両方の下で完全性を維持する材料が求められます。これらの基準を満たさない場合、シールの故障、コストのかかるダウンタイム、安全上の危険につながります。

材料は、高い引張強度と圧力下での変形に対する耐性を備えている必要があります。ステンレス鋼や高性能合金は、耐久性と工業用流体の腐食性に対する耐性があるため、多くの場合適しています。先進セラミックや特殊ポリマーなどの非金属オプションも、圧力と腐食に対する優れた耐性を備えているため、特定の用途に最適です。

流体の研磨性

研磨性の流体はシールの摩耗を加速させ、早期故障やコストのかかるダウンタイムにつながります。流体の粒子含有量、サイズ、硬度を評価します。流体の研磨性が高ければ高いほど、シール材料はより堅牢である必要があります。

シリコンカーバイドやタングステンカーバイドなどの材料は、優れた耐摩耗性を備えています。これらの材料は、研磨粒子との過酷な相互作用に耐え、シールの寿命を延ばします。シールの表面仕上げを考慮してください。より滑らかな仕上げは摩擦と摩耗を減らし、耐久性を高めます。

研磨性の高い流体の場合は、研磨粒子との直接接触を最小限に抑えるために、硬い表面材料と高度な潤滑オプションを備えたシールを選択してください。

衛生要件

選択した材料は、密封する流体と使用する洗浄剤の両方に対して非反応性でなければなりません。これにより、密封を損なったり製品を汚染したりする可能性のある有害な反応を防ぐことができます。

表面仕上げも同様に重要です。滑らかな表面は、細菌や汚染物質が蓄積する可能性のある隙間を最小限に抑え、より簡単かつ効果的な清掃を可能にします。ステンレス鋼は耐腐食性と清掃のしやすさから好まれることが多いです。

食品および医薬品アプリケーションに関する FDA または EU ガイドラインなどの業界固有の規制に準拠します。これらの規制では、許容される材料とその必要な特性が規定されており、シールによってシステムに汚染物質が持ち込まれないようにします。

材料の熱特性も考慮する必要があります。材料は、劣化することなく、プロセスと洗浄サイクルの両方の温度に耐える必要があります。

よくある質問

腐食環境におけるメカニカルシールの寿命を延ばすには、どのようなメンテナンス方法が有効でしょうか?

シールの摩耗を定期的に検査し、腐食性の蓄積物を除去するためにシールを清掃し、適切な潤滑を確保してください。損傷した部品を速やかに交換し、適合する材料を使用して、過酷な環境におけるメカニカルシールの寿命を延ばしてください。

腐食性用途におけるメカニカルシールの業界標準はありますか?

はい、API 682 や ISO 21049 などの業界標準により、腐食性アプリケーションにおけるメカニカル シールの信頼性と安全性が確保されます。準拠することで、シールの寿命が延び、パフォーマンスが維持されます。

腐食性環境でシールの故障の初期兆候をどのように特定できますか?

漏れ、異常な音、振動、圧力や温度の変化をチェックして、シールの故障の初期兆候を特定します。シールの摩耗、ひび割れ、化学的劣化を定期的に検査します。