コンプレッサー用メカニカルシールの選択

コンプレッサー用メカニカルシールとは

ウェットシール

ウェットシール、または液体シールは、通常はオイルなどの薄い液体膜を使用して、回転シャフトと固定ハウジングの間にバリアを形成し、ガスの漏れを防ぎ、圧力を維持します。

ウェットシールは機器の摩耗を最小限に抑えます。液体の膜は可動部品間の摩擦を減らし、コンプレッサーの寿命を延ばします。液体の冷却特性により、動作中に発生する熱も放散し、コンプレッサーを損傷から保護します。

ウェットシールは高圧環境を効果的に処理します。石油・ガス産業など、コンプレッサーが過酷な条件下で動作する用途に適しています。液体は簡単に監視でき、必要に応じて交換できるため、メンテナンスは簡単です。

ドライガスシール

ドライ ガス シールは、液体バリアが不要になるため、漏れや汚染に伴うリスクを回避し、コンプレッサーの効率と信頼性を高めます。ドライ ガス シールは、回転部品と固定部品の間に薄いガス膜 (通常は窒素または空気) を使用してシールを形成します。

ドライガスシールを選択すると、メンテナンスコストが削減され、稼働時間が長くなります。これらのシールは高圧と高速に対応できるため、さまざまな産業用途に適しています。迅速な検査と交換が可能になり、ダウンタイムが最小限に抑えられます。

ドライガスシールは外部潤滑なしで動作し、コンプレッサーシステム内のオイル汚染のリスクを低減します。

シールの手配

コンプレッサー用のメカニカルシールを選択するときは、シングルシール、タンデムシール、ダブルシールなどのさまざまなシール配置を考慮する必要があります。

シングルシール

シングルシールには通常、回転シール面と固定シール面が含まれます。これらのコンポーネントが連携してコンプレッサーシャフトの周囲にしっかりとシールを形成し、漏れを防止します。主な利点は、より複雑なシールシステムに比べて初期投資が削減されることです。

シングルシールを評価するときは、動作条件を考慮してください。 シングルシールは、わずかな漏れが許容される、クリーンで非研磨性の流体を使用する環境では優れています。 ただし、小さな漏れでも問題になる危険な用途や高圧の用途には適していません。

タンデムシール

タンデムシールは、直列に配置された 2 つのシールで構成され、追加の保護層を提供します。最初のシールが故障した場合、2 番目のシールがバックアップとして機能し、継続的な動作を保証し、漏れを防止します。

タンデムシールは、危険、有毒、または高価なプロセス流体を扱う用途で特に役立ちます。この配置により、環境汚染や製品損失のリスクが最小限に抑えられます。また、プライマリシールがプロセス圧力に面し、セカンダリシールがバッファまたはバリア流体の圧力を管理するため、さまざまな圧力レベルを効果的に処理します。

タンデムシールは機器の寿命を延ばします。二次シールは一次シールの負荷と摩耗を軽減し、頻繁なメンテナンスや予期しないダウンタイムを回避します。高速コンプレッサーや変動する条件下で稼働するコンプレッサーは、タンデムシールの信頼性から大きな恩恵を受けます。

ダブルシール

ダブルシール、またはデュアルシールは、2 組のシール面を組み込むことで機械システムのセキュリティと効率を高め、漏れに対する追加のバリアを作成します。これらのシールは、危険または有毒な流体を取り扱う場合に特に有利であり、コンプレッサーが安全かつ確実に動作することを保証します。

ダブルシールには、背中合わせと対面の 2 つの主な構成があります。背中合わせの配置では、シールは互いに向き合っていないため、高圧環境に最適です。この構成では、シール間の圧力バランスをとることで、変動する圧力を効果的に管理します。逆に、対面の配置では、シール面が互いに向き合っており、低圧の用途に適しています。この構成では、潤滑と冷却のためにバリア流体が使用されることがよくあります。

ダブルシールの大きな利点の 1 つは冗長性です。1 つのシールが故障しても、もう 1 つのシールが機能し続けるため、ダウンタイムが短縮され、漏れが防止されます。

コンプレッサーシールの選択要因

コンプレッサータイプ

コンプレッサーに適したメカニカルシールの選択は、扱うコンプレッサーの種類（ロータリーベーン、スクロール、遠心、往復、スクリュー）によって決まります。

ロータリーベーンコンプレッサーの場合、回転ベーンとの継続的な接触に対応するシールを選択します。これらのコンプレッサーでは、耐摩耗性と耐久性に優れたシールが必要になることがよくあります。

スクロール コンプレッサーは螺旋運動で動作するため、半径方向と軸方向の両方の動きに対応するシールが必要です。柔軟性と低漏れ性が不可欠です。

遠心圧縮機では、シールは高速回転と半径方向の力に耐える必要があります。非接触シールは、摩擦を回避しながら安定性と完全性を維持するのに最適です。

往復動型コンプレッサーは前後に動くピストンを使用するため、シールには特別な要件が課せられます。これらのシールは高圧と頻繁な動きに耐え、両方向でしっかりと密閉する必要があります。

スクリュー コンプレッサーは、かみ合ったスクリューを使用してガスを圧縮するため、軸方向の荷重を処理して漏れを防ぐシールが必要です。耐久性と変形に対する耐性が重要です。

操作条件

コンプレッサーの動作条件（圧力、温度、速度）によって適切なメカニカルシールが決まります。

高圧環境では、変形や漏れを防ぐために、丈夫な材料で作られたシールが必要です。 より高い圧力定格のシールは、コストのかかるダウンタイムや損傷につながる故障を防ぎます。 逆に、低圧システムでは、より柔軟でコスト効率の高いシールが使用できます。

極端な温度により、シール材が膨張、収縮、または劣化する可能性があります。整合性を維持するには、操作の温度範囲に対応できるように設計されたシールを選択してください。高温の用途では、PTFE やグラファイトなどの材料で作られたシールを使用してください。

速度はシールの摩耗に影響します。コンプレッサーの動作速度が速いほど、摩擦と熱が多く発生し、シールの劣化が加速します。パフォーマンスを犠牲にすることなく、高回転速度に耐えるシールを選択してください。コンプレッサーの動作速度に一致するように、シールの速度定格を確認してください。

プロセス流体の特性

プロセス流体に研磨粒子や反応性化学物質が含まれている場合は、摩耗や腐食に耐える材料で作られたシールを選択してください。

高粘度の流体には、性能を損なわずに粘度の高い液体を処理できるシールが必要です。一方、低粘度の流体では、漏れを防ぐために、より厳しいシール許容差が求められます。

有毒なプロセス流体の場合は、機器と人員を保護するために漏れのないシールを選択してください。PTFE などの材料は、化学的に不活性で劣化しにくいため適しています。

可燃性流体の場合は、摩擦と発熱を最小限に抑えて発火を防ぐシールを使用してください。耐火性シールや低温で動作するように設計されたシールを使用すると、安全性が向上します。

環境および安全要件

環境法および安全基準の遵守は必須です。遵守しない場合は罰金が科せられ、会社の評判が損なわれる可能性があります。メカニカルシールが認定されており、関連する業界基準を満たしていることを確認してください。

メンテナンスと交換の容易さも重要です。メンテナンスが難しいシールはダウンタイムの延長につながり、漏れや危険物質への暴露のリスクが高まります。

シール材の適合性

ガス、液体、または混合物など、さまざまな流体がシール材料と異なる方法で相互作用する可能性があります。たとえば、酸性またはアルカリ性の流体は特定の金属を腐食させる可能性があり、高粘度の流体は柔らかい材料を急速に摩耗させる可能性があります。

コンプレッサー システムで使用される潤滑剤やその他の化学物質との適合性も重要な要素です。特定のシールは、特定の潤滑剤にさらされると膨張したり、硬化したり、ひび割れたりすることがあります。早期の故障やメンテナンスの問題を回避するために、必ずメーカーの適合性チャートを確認し、不明な点がある場合は専門家に相談してください。

よくある質問

コンプレッサーのメカニカルシールの故障の一般的な兆候は何ですか?

コンプレッサーのメカニカル シールの故障は、漏れ、異常なノイズ、振動の増加によって示されます。シール コンポーネントの過度の摩耗や頻繁なメンテナンスの問題も、シールの点検と場合によっては交換が必要であることを示しています。

既存のコンプレッサーにメカニカルシールを後付けできますか?

はい、メカニカルシールは既存のコンプレッサーに後付けできます。最適なパフォーマンスを得るには、コンプレッサーの設計と動作条件との互換性を確認してください。