メカニカルシールの故障の兆候

メカニカルシールは機械にとって不可欠な部品ですが、適切に監視および保守しないと早期に故障する可能性があります。

シールの故障は、漏れ、機器の損傷、計画外のダウンタイム、高額な修理につながり、生産性と収益性に重大な影響を及ぼします。

目視による漏れ、異常な騒音、過度の振動、過熱、汚染など、メカニカルシールの故障の一般的な兆候を早期に認識することで、予防的なメンテナンスを実行し、壊滅的な故障を防ぎ、運用の中断を最小限に抑えることができます。

視覚的漏れ

メカニカル シールの故障の最も明らかな兆候の 1 つは、シール部分からの目に見える漏れです。シールが適切に機能していれば、液体の漏れは防げますが、シールが損傷すると、製品、フラッシング液、バリア液が漏れ出す可能性があります。この漏れは、シールの損傷の程度に応じて、ゆっくりとした滴りから一定の流れまでの範囲になります。

シールとその周辺を目視で検査すると、次のような漏れの証拠が見つかることがよくあります。

• シール腺上またはその周囲に液体が蓄積する
• シールからの液体の滴りや噴出
• シール部品上の汚れ、残留物、または結晶化した生成物
• シール付近の表面が濡れていたり汚れていたりする場合

異常な音

メカニカル シールの問題のもう 1 つの潜在的な兆候は、シールまたは周囲の機器から発生する異常なノイズの存在です。シールの故障の一般的なノイズ関連の症状には、次のものがあります。

• キーキーという音や高音の笛のような音は、空運転や潤滑不足を示している可能性があります。
• 擦れ、引っかき、または金属同士の接触音は、 シール面 損傷またはずれ
• シャフトの回転と同時に発生する脈動または断続的なノイズ。シール面の変形または回転機器の問題が原因と考えられます。
• 大きな衝撃音、ノック音、ガチャンという音。過度の振動や部品の緩みが原因の可能性があります。

過度の振動

メカニカルシール は精密部品であり、効果的に機能するには適切な位置合わせとスムーズでバランスのとれた回転が必要です。過度の振動はこの繊細なバランスを崩し、摩耗の加速、シール面の損傷、早期故障につながる可能性があります。振動に関連するシールの問題は、いくつかの形で現れます。

• シール部品が目に見えるほど揺れたり振動したりしている
• シャフトまたはカップリングの異常な動き
• シールハードウェアが緩んでいたり、ガタガタしていたり、ずれていたりしている
• シール漏れや性能の変動

過熱

メカニカル シールは、潤滑と放熱のためにシール面間の薄い流体膜に依存しています。シールが故障し始めると、この流体膜が壊れ、シール界面での摩擦と熱の発生が増加します。過熱は、次のようなさまざまなシール故障モードにつながる可能性があります。

• シール面の熱変形または反り
• シール面材料の膨れ、ひび割れ、または熱割れ
• エラストマーおよび二次シールの劣化または破損
• プロセス流体のコークス化または炭化
• シール部品の摩耗と磨耗の増加

シール面の損傷

シール面の損傷は、メカニカル シールの故障を示す重要な指標の 1 つです。シール面のさまざまな問題がシールの問題を示している可能性があります。シール面の損傷の一般的な例には、次のようなものがあります。

• 溝または切り込み: シール面の深い溝、切り込み、または縞模様は、多くの場合、面の間に挟まった研磨粒子または破片によって発生します。
• 不均一な摩耗跡: シール面の摩耗跡が均一でない場合、面が適切な接触を維持していないことを示します。摩耗が不均一であると、シールの劣化が早まります。
• 骨折またはひび割れ: シール面は、熱や機械的な衝撃、過度の圧力、不適切な取り付けなどにより破損や亀裂が生じる可能性があります。
• チッピング: シール面、特にエッジ部分の欠けはシールを弱め、漏れの原因となる可能性があります。欠けは設置時の不適切な取り扱いによって発生することがよくあります。
• 熱チェック: シール面が急激な温度変化にさらされると、ヒートチェックと呼ばれるシール面の細かい亀裂のネットワークが発生します。これは、硬い表面材料でよく発生します。
• 料理: コーキングとは、シール面に硬化した炭素質物質が蓄積することを指します。これは、特定のプロセス流体の過熱によって発生し、シールが温度制限外で動作していることを示します。
• 水ぶくれ: シール面の材質によっては、腐食性の化学物質や電気分解にさらされると、水ぶくれや穴ができる場合があります。
• フレッティングフレッティング腐食は、シール面間の小さな振動によってシール面に赤または黒の酸化物として現れます。

汚染

シール面の損傷に加えて、シール面の汚染も早期シール故障のよくある原因です。汚染物質はシール面の適切な動作を妨げ、摩耗や漏れの増加につながります。一般的な汚染の種類は次のとおりです。

• 炭素粉塵: カーボン粉塵は、シールキャビティ内の摩擦やカーボンベースのシール面材料の劣化によって発生することがあります。この微細な粉塵がシール面の間に挟まり、摩耗を引き起こします。
• 製品の蓄積: プロセス流体、特に結晶化または重合サービスでは、低流量または停止期間中にシール面で凝固することがあります。生成物が蓄積すると面が開いたままになり、漏れ経路が形成されます。
• 大気汚染物質: シールが環境にさらされると、空気中のほこり、汚れ、湿気がシールの空洞に入り込み、表面を汚染する可能性があります。
• 潤滑剤の分解バリア液または潤滑フィルムを使用するシールでは、時間の経過とともに流体が分解し、シール面を損傷して適切な潤滑を妨げる汚染物質が発生する可能性があります。

パフォーマンスの変化

前述の症状に加えて、メカニカル シールの故障は、シール全体のパフォーマンスの変化として現れることもあります。これらの変化は徐々に起こる場合もあれば突然起こる場合もあり、次のような変化が見られます。

• 漏洩率の増加
• 望ましい圧力や流量を維持するのが困難
• 頻繁な調整や修理が必要
• 密封効果の低下または製品の汚染