APIメカニカルシールとは

API メカニカル シールは回転機器の重要なコンポーネントであり、要求の厳しい産業用途で信頼性と安全性を確保します。API 682 規格に準拠したこれらのシールは、特定の機械要件に合わせてさまざまなタイプと配置で提供されます。

この記事では、API メカニカル シールの複雑さについて、API 682 規格、シールの種類と配置、サポート システム、配管計画、選択基準、およびそれらが提供する利点について詳しく説明します。これらの側面を理解することで、機械業界の専門家は、機器に API メカニカル シールを選択して実装する際に、情報に基づいた決定を下すことができます。

API標準682とは

API 規格 682 は、アメリカ石油協会 (API) が開発した世界的に認められた規格で、石油、天然ガス、化学産業の遠心ポンプと回転ポンプで使用されるシール システムの選択、設計、仕様、操作に関する要件を定め、ガイドラインを提供します。この包括的な規格は、シールの種類、構成、材料、サポート システム、補助配管計画など、メカニカル シールのさまざまな側面をカバーしています。

API 682 の主な目的は、メカニカル シールと関連機器の標準化を促進し、さまざまなアプリケーションにわたって信頼性、安全性、互換性を確保することです。この規格に準拠することで、メーカー、サプライヤー、エンド ユーザーは、シール性能の向上、ダウンタイムの短縮、メンテナンス コストの削減といったメリットを得ることができます。

API 682 は、1994 年の最初の発行以来、数回の改訂が行われており、最新版は 2014 年にリリースされた第 4 版です。各改訂には、業界のフィードバック、技術の進歩、運用経験に基づいた更新と改善が組み込まれています。

APIメカニカルシールの種類と配置

シールの種類

API 682 では、主に 3 種類のメカニカル シールを定義しています。

1. タイプA: プッシャーシール

• 汎用アプリケーション向けに設計
• 回転するプライマリリングと固定されたメイティングリングで構成されています
• スプリングまたはベローズを使用してシール接触を維持します

1. タイプB: 金属ベローズシール

• 軸方向の動きとシール接触を維持するために金属ベローズを採用
• 高温・高圧用途に最適
• プッシャーシールに比べて漏れ制御と安定性が向上

1. タイプC: 非プッシャーシール

• エラストマーベローズシールや高圧シールなど、さまざまな設計を網羅
• 独自のアプリケーション要件に応じた特定の機能を提供する

シールの手配

API 682 では、3 つの主要なシール配置が定義されています。

1. アレンジメント1: シングルシール

• 単一のシールアセンブリで構成
• 非危険、非揮発性、非毒性の液体に適しています
• シール面を清潔で冷たい状態に保つためにシールフラッシュが必要です

1. 配置2: デュアル非加圧シール

• 2つのシールアセンブリとそれらの間に緩衝液を配置
• バッファ液は密封された液体よりも高い圧力を維持し、大気への漏れを防ぎます。
• 単一のシールに比べて安全性と信頼性が向上します

1. 配置3: 二重加圧シール

• 配置2に似ていますが、シールアセンブリの間に加圧バリア流体が入っています。
• バリア流体圧力は、密封流体圧力よりも高いレベルに維持されます。
• 最高レベルの安全性と排出制御を提供し、危険または環境に配慮したアプリケーションに適しています。

シールサポートシステム

シール サポート システムは、メカニカル シールが適切に機能するために必要な環境条件を提供するように設計されています。これらのシステムは、シール面に必要な圧力、温度、潤滑液を維持します。最も一般的なシール サポート システムには、次のものがあります。

1. APIプラン11: シングルシール用に使用されるこのプランには、シール流体リザーバーが組み込まれており、プロセス流体よりも高い圧力を提供して、シールチャンバーへの正の流れを維持します。
2. APIプラン21このプランはダブルシールに使用され、シール面の圧力を一定に保つために窒素ガスなどの外部ソースによって加圧されたシール液リザーバーが含まれています。
3. API プラン 53: ダブルシール用に設計されたこのプランは、シール面を最適な状態に保つために熱交換器と圧力制御を備えたバリア流体循環システムを備えています。

配管計画

API 配管計画は、メカニカル シールをサポートするために使用される配管、計装、および機器の標準化された配置です。これらの計画により、シールに適切な流体環境が提供され、信頼性の高い動作が保証されます。一般的な配管計画には次のものがあります。

1. API プラン 01: シール チャンバーを安全な場所に排気する基本プラン。通常は非危険流体に使用されます。
2. API プラン 02: このプランでは、スロットル ブッシングを使用してシール チャンバーへのプロセス流体の流れを制御し、シール面を冷却および潤滑します。
3. APIプラン23: ダブルシール用に設計されたこのプランは、ポンプリングを使用して内側シールと外側シールの間でバリア液を循環させ、シール面を冷却および潤滑します。

選考基準

APIを選択する場合 メカニカルシール 特定のアプリケーションでは、最適なパフォーマンスと信頼性を確保するために、いくつかの要素を考慮する必要があります。

プロセス流体の特性

最も適切なシール材料と設計を決定するには、プロセス流体の化学組成、温度、圧力、粘度などの特性を評価する必要があります。

操作条件

メカニカルシールを選択する際には、速度、負荷、環境要因などの機器の動作条件を考慮して、アプリケーションの要求に耐えられることを確認する必要があります。

シールの配置

シールの配置（シングル、ダブル、タンデム）は、特定のアプリケーションに必要な冗長性と安全性のレベルに基づいて選択する必要があります。

材料の適合性

メカニカルシールに使用される材料は、腐食、劣化、または早期故障を防ぐために、プロセス流体と周囲の環境の両方に適合している必要があります。

APIメカニカルシールを使用する利点

API メカニカル シールは他のシール方法に比べていくつかの利点があり、多くの業界で好まれる選択肢となっています。

信頼性の向上

API メカニカル シールは厳格な品質基準に従って設計および製造されており、非 API シールに比べて一貫したパフォーマンスと長い耐用年数を保証します。

安全性の強化

API 規格に準拠することで、メカニカル シールは漏れや故障のリスクを最小限に抑え、危険な状況や環境汚染の可能性を減らします。

効率性の向上

API メカニカル シールは摩擦と摩耗を最小限に抑えるように設計されており、エネルギー消費が低減され、システム全体の効率が向上します。

標準化された設計

API メカニカル シールの標準化された設計により、メンテナンス、修理、交換が容易になり、ダウンタイムと関連コストが削減されます。