タンデムメカニカルシールとは

タンデム メカニカル シールは、シール チャンバー内に直列に取り付けられた 2 つのメカニカル シールで構成される特殊なシール構成です。タンデム設計には、安全性の向上、耐用年数の延長、メンテナンス要件の削減など、独自の利点があります。

このブログ記事では、タンデム メカニカル シールの複雑な仕組みを詳しく説明し、そのコンポーネント、動作原理、さまざまな産業用途における主な利点について説明します。

タンデムメカニカルシールとは

タンデム メカニカルシール は、シール チャンバー内に直列に配置された 2 つのシールで構成される特殊なタイプのメカニカル シールです。この構成では、2 つのシールが互いに独立して動作し、プライマリ シールがシール機能の大部分を処理し、セカンダリ シールがバックアップとして機能します。

2 つのシールの間には、シールを潤滑し冷却するバッファ流体またはバリア流体があります。この流体は通常、プロセス流体よりも高圧であるため、漏れが大気中に逃げるのを防ぎます。バッファ流体またはバリア流体は、リザーバ、熱交換器、圧力制御装置などを含む別のシステムを通じて循環されます。

2 つのシールをタンデム配置で使用すると、漏れに対する保護層が追加され、シーリング システム全体の信頼性が向上します。

タンデム メカニカル シールは、石油、ガス、化学処理、製薬などの業界で一般的に使用されています。これらの業界では、プロセス流体が危険、有毒、または環境に敏感である可能性があります。また、高圧用途や、シールの故障が深刻な結果をもたらす状況でも使用されます。

タンデムメカニカルシールの仕組み

タンデム メカニカル シールの配置では、2 つのシールが前後に配置され、その間にバッファー流体またはバリア流体が配置されます。通常、流体はプロセス流体よりも高い圧力で導入され、シール全体に正の圧力勾配が生じます。この構成により、タンデム シールはプロセス流体を大気から効果的に分離できます。

プロセス流体に最も近いシールであるプライマリ シールは、主要なシール コンポーネントとして機能します。プロセス流体を封じ込め、漏れを防ぐ役割を果たします。プライマリ シールの後ろにあるセカンダリ シールは、プライマリ シールが故障した場合のバックアップとして機能します。プライマリ シールを越えて漏れが発生した場合、漏れは 2 つのシールの間のバッファー流体に集められます。

シール間のバッファ液は、タンデム メカニカル シールの動作において重要な役割を果たします。バッファ液はシール面を潤滑および冷却し、シールの寿命を延ばします。また、加圧されたバッファ液は油圧バリアとして機能し、プライマリ シールが故障した場合でもプロセス流体が大気中に放出されるのを防ぎます。

タンデムシールの機能

冗長性の提供

タンデム メカニカル シールの主な機能の 1 つは、シーリング システムに冗長性を提供することです。2 つのシールをタンデム配列に組み込むことで、システムは漏れや故障に対する保護層をさらに強化できます。プライマリ シールに問題や劣化が発生した場合でも、セカンダリ シールがすでに設置されているため、シーリング機能が維持され、流体の漏れを防止できます。

高圧への対応

タンデム メカニカル シールは、高圧用途の処理に優れています。タンデム シールの独自の設計により、2 つのシール間で圧力負荷を効果的に管理および分散できます。圧力負荷を分割することで、タンデム シールは同じサイズと材質の単一のシールよりも高い圧力に対応できます。

汚染を最小限に抑える

タンデム メカニカル シールは、シーリング システムにおける汚染を最小限に抑える上で重要な役割を果たします。ダブル シール構成により、汚染物質に対する追加のバリアが形成され、汚染物質がシールされた流体に侵入したり、環境に漏れたりするのを防ぎます。セカンダリ シールは安全装置として機能し、プライマリ シールをバイパスする可能性のある汚染物質を捕捉して、システムへの侵入を防ぎます。

タンデムシールの利点

信頼性の向上

タンデム メカニカル シールの主な利点の 1 つは、シングル シールに比べて信頼性が優れていることです。セカンダリ シールによって提供される冗長性により、シールの故障や予期しないダウンタイムのリスクが大幅に軽減されます。プライマリ シールが摩耗または損傷した場合でも、セカンダリ シールがすでに設置されているため、シール機能が維持され、漏れが防止されます。

シール寿命の延長

タンデム メカニカル シールは、シングル シールに比べてシール寿命が長いという利点があります。圧力負荷とシールの機能を 2 つのシールに分散することで、タンデム シールは各シールの摩耗を軽減します。この負荷分散メカニズムにより、シール面のストレスと熱発生が最小限に抑えられ、シールの寿命が延びます。

安全性の向上

タンデム メカニカル シールは、シーリング システムの安全性の向上に貢献します。冗長性を提供し、シールの故障のリスクを最小限に抑えることで、タンデム シールは危険な液体や有毒な液体が環境に漏れるのを防ぎます。

タンデムシールの用途

化学処理

タンデム メカニカル シールは、化学処理業界で幅広く使用されています。ポンプ、ミキサー、その他の回転機器で使用され、軽度から高度に腐食性または毒性のある物質まで、さまざまな化学物質を取り扱っています。

オイルとガス

石油・ガス業界では、タンデム メカニカル シールは、ポンプ、コンプレッサー、その他の重要な機器でよく使用されています。上流、中流、下流の作業で発生する高圧、極度の温度、研磨性流体に対応できるように設計されています。

発電

タンデム メカニカル シールは、発電部門、特にポンプやタービンで広く使用されています。高圧、高温下で蒸気、水、その他の流体を密封する上で重要な役割を果たします。タンデム シールが提供する冗長性と信頼性により、漏れを防ぎ、発電設備の効率的な動作を維持し、安定した途切れない電力供給を確保します。

食品および飲料

食品・飲料業界では、さまざまな食品グレードの液体を扱うポンプ、ミキサー、その他の機器にタンデム メカニカル シールが採用されています。タンデム メカニカル シールは、厳格な衛生要件を満たすように設計されており、汚染を防ぎ、製品の品質を保証します。

医薬品

タンデム メカニカル シールは、製品の純度と汚染防止が最も重要である製薬業界で広く使用されています。ポンプ、ミキサー、および医薬品有効成分、溶剤、その他の重要な液体を扱うその他の機器で使用されています。タンデム シールは、無菌で汚染のない環境を維持するために必要なシールの完全性と冗長性を提供し、医薬品の品質と安全性を確保します。