タンデムシールとは

タンデムシールとは

タンデムシールは、さまざまな産業用途で使用されるダブルメカニカルシールの一種で、シール性能と安全性を強化します。この構成は、シャフトに沿って直列に配置された 2 セットのシールリングで構成され、内側シール (プライマリシール) はプロセス流体に面し、外側シール (セカンダリシール) は大気に面しています。

タンデムシールは、特に危険な液体や可燃性の液体を取り扱う場合に、シングルシールに比べて高いレベルの安全性と信頼性を提供するように設計されています。2 つのシールの間の空間は通常、複数の目的を果たすクリーンなバッファー液で満たされています。

1. シール面を潤滑し、冷却します
2. プロセス流体と大気の間にバリアを形成します
3. 一次シールの性能を監視できる

タンデムシールの仕組み

プロセス流体に最も近い位置にあるインボード シールは、主要なシール機構として機能します。これにより、プロセス流体がバッファ流体チャンバーに漏れるのを防ぎます。大気側にあるアウトボード シールはバッファ流体を封じ込め、インボード 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。この二重シール設計により、プロセス流体と環境の間に効果的な安全バリアが作られます。

タンデム シール構成では、バッファー流体は通常、加圧されていないか、シール チャンバーの圧力よりわずかに低い圧力に維持されます。この配置により、圧力アラームと流体レベル インジケーターによるシールの信頼性の監視が可能になります。インボード シールが故障すると、バッファー流体チャンバーの圧力が上昇し、アラームがトリガーされて、オペレーターに適切な措置を取るよう警告します。

タンデムシールのコンポーネント

インボード（プライマリ）シール

インボード シールはプライマリ シールとも呼ばれ、流体漏れに対する最初の防御線です。プロセス流体に最も近い位置にあり、シール チャンバーの圧力を最も強く受けます。このシールは通常、シールされた流体の全圧力と温度に対応できるように設計されています。インボード シールは、回転するシール リングと固定するシール リングのセットで構成され、製品の漏れを防ぐ動的シール インターフェイスを形成します。

アウトボード（セカンダリ）シール

外側シール、または二次シールは、タンデム構成の大気側に配置されます。内側シールのバックアップとして機能し、漏れに対する追加の保護層を提供します。通常の操作では、外側シールは内側シールほど厳しい条件にさらされません。ただし、内側シールが故障した場合には、外側シールがシールの役割を引き継ぐように設計されており、継続的な操作と安全性を確保します。

バッファー液リザーバーと循環システム

タンデムシールの重要なコンポーネントは、バッファ流体システムです。このシステムは、クリーンな中性流体が入ったリザーバと循環機構で構成されています。バッファ流体は通常は加圧されておらず、内側シールと外側シールの間の空間を満たします。

状態監視装置

信頼性の高い動作と潜在的な問題の早期検出を確保するために、タンデムシールにはさまざまな状態監視装置が装備されています。

1. 圧力センサー: これらはバッファ流体チャンバー内の圧力を監視し、シール摩耗や故障を示す可能性のある偏差をオペレーターに警告します。
2. レベルインジケーター: バッファー液面を監視するために使用され、インボードシールの性能に関する洞察を提供します。

タンデムシールの利点

• 安全性の強化: タンデムシールは危険な液体に対する効果的な安全バリアを提供します。外側のシールはバックアップとして機能し、内側のシールが故障した場合に大気への漏れを防ぎます。
• 信頼性の向上: タンデム構成は、シングルシールに比べて優れたシール信頼性を提供します。2 組のシール リングが直列に動作するため、シールが完全に故障する可能性が大幅に減少します。プライマリ シールに問題が発生した場合でも、セカンダリ シールは機能し続け、メンテナンスが実行できるまで動作を継続できます。
• 運用コストの削減: 加圧デュアルシールとは異なり、タンデムシールは加圧されていないバッファ流体を使用します。この配置により、複雑な加圧システムが不要になり、初期投資と継続的なメンテナンスコストの両方が削減されます。タンデムシールのよりシンプルな設計は、全体的な運用コストの削減にも貢献します。
• より簡単な監視: タンデムシールにより、状態監視が簡単になります。圧力センサーとアラームを設置すると、バッファー流体チャンバーの変化を検出し、インボードシールの摩耗や故障を早期に警告できます。
• 熱管理の改善: タンデムシール内のバッファ流体は、特にインボードシールのシール面から発生する熱を放散するのに役立ちます。この熱管理機能は、特に高温アプリケーションにおいて、シール寿命の延長と全体的なパフォーマンスの向上に貢献します。

タンデムシールの用途

1. ポンプとコンプレッサー: タンデムシールは、遠心ポンプや往復ポンプ、コンプレッサーに広く使用されています。これらのシールは高圧差圧を効果的に管理し、流体の漏れを最小限に抑え、最適なパフォーマンスを実現します。
2. 航空宇宙産業: 航空宇宙分野では、油圧アクチュエータや燃料ポンプなど、さまざまなシステムにタンデムシールを採用しています。これらのシールは冗長性と信頼性を高め、過酷な条件下で航空宇宙コンポーネントの完全性を維持するために不可欠です。
3. 化学処理: タンデムシールは、刺激性が高く危険な化学物質を扱う化学処理施設では不可欠です。タンデムシールは追加のバリアを提供することで、汚染や安全上のリスクを引き起こす可能性のある漏れを防ぎます。特に、揮発性有機化合物 (VOC) が関係する用途で役立ちます。
4. 発電: 発電所では、タービンおよび発電機システムにタンデムシールが使用されています。タンデムシールは、これらの用途に関連する高圧および高温の管理に役立ち、効率的な運用を保証し、メンテナンスによるダウンタイムを削減します。
5. 医薬品製造: 医薬品製造では、ミキサーやリアクターにタンデムシールを採用して無菌環境を維持しています。デュアルシール構成により、プロセスに汚染物質が入り込まず、医薬品の純度と品質が維持されます。
6. 水処理プラントタンデムシールは、水処理施設内のポンプやミキサーで使用され、さまざまな圧力条件下でさまざまな流体を処理します。信頼性の高い動作を保証し、潜在的に有害な物質が環境に漏れるのを防ぎます。
7. 石油・ガス探査: オフショアおよびオンショアの掘削作業では、タンデムシールが坑井の健全性を維持するために不可欠です。タンデムシールは炭化水素やその他の掘削流体の漏れを防ぎ、環境を保護し、作業の安全性を高めます。
8. 食品・飲料業界: タンデムシールは、食品加工機器で汚染を防ぎ、衛生状態を確保するために使用されています。シールは、汚染物質の侵入とプロセス流体の流出を防ぐ二重のバリアを提供します。

結論

タンデムシールは、 メカニカルシール 技術により、困難なシーリング用途に堅牢なソリューションを提供します。内側と外側のシールをバッファー流体システムおよび状態監視装置と組み合わせることで、タンデムシールは優れた漏れ防止と装置保護を実現します。その独自の配置は他のダブルシール構成に比べて大きな利点があり、信頼性と安全性が最も重要視される業界の幅広い用途に最適です。

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