面の間の隙間 メカニカルシールシールギャップと呼ばれるこの微小な隙間は、シールの設計と動作において重要な要素です。通常、マイクロメートル単位で測定されるこの微小な隙間は、様々な産業用途におけるメカニカルシールの適切な機能と長寿命を確保する上で重要な役割を果たします。
このブログ記事では、シーリングギャップの複雑な仕組み、その機能、寸法に影響を与える要因、そして最適なシーリングギャップを維持するための課題について深く掘り下げていきます。これらの重要な側面を理解することで、エンジニアやメンテナンス担当者は、シール性能を最適化し、コストのかかる故障を防ぐための情報に基づいた意思決定を行うことができます。
シーリングギャップとは
メカニカルシールにおいて、シールギャップとは、シールの固定面と回転面の間の小さな空間を指します。このギャップは通常、ミクロン（μm）単位で測定され、その大きさはシールの設計、使用材料、動作条件、シール対象流体など、様々な要因によって異なります。最適なシールギャップを維持することは、メカニカルシールの適切な機能と長寿命にとって非常に重要です。
シールギャップは薄い流体膜で満たされており、この流体膜はプロセス流体そのもの、または二重シールの場合は外部バリア流体である。この流体膜は、 シール面摩擦と発熱を減らし、面同士の直接接触を防ぎ、摩耗を早め、 シール不良.
シーリングギャップの機能
シーリングギャップは、メカニカルシールにおいていくつかの重要な機能を果たします。
- 潤滑：シール隙間の流体膜がシール面を潤滑し、摩擦と摩耗を軽減します。適切な潤滑は、スムーズな動作と長期にわたる使用に不可欠です。 アザラシの寿命.
- 放熱性：隙間内の流体は、シール面間の摩擦によって発生する熱を放散するのに役立ちます。これにより、シール性能を損なう可能性のある過熱や熱変形を防止します。
- 圧力分散：シーリングギャップにより、シール面全体に圧力が均等に分散されます。この圧力バランスにより、最適なギャップサイズが維持され、流体の漏れを防ぎます。
- 汚染物質の排除：狭いシールギャップと流体膜により、シール面間の空間への固形汚染物質の侵入を防ぎます。これにより摩耗が低減し、シール寿命が延長します。
- 流体封じ込め: シールギャップは、シール面および二次シールと連動してプロセス流体を封じ込め、環境への漏れを防止します。
シーリングギャップに影響を与える要因
材料
シール面やその他の部品に使用される材料は、シールギャップに直接影響します。材料によって熱膨張率、硬度、耐摩耗性が異なります。適切な材料を選定することで、動作条件下でシールギャップが一定に保たれ、所望範囲内に保たれます。
圧力
シール面に作用する流体圧力は、シールギャップに影響を与えます。圧力が高いほどギャップは狭まり、圧力が低いほどギャップは広がります。シール設計者は、運転中を通して最適なシールギャップを維持するために、想定される圧力範囲を考慮する必要があります。
温度
温度変化により、熱膨張や収縮が生じる可能性があります。 シール部品シールギャップが変化します。高温では材料が膨張してギャップが減少する可能性があり、低温では収縮してギャップが増加する可能性があります。温度管理と材料選定は、シールギャップを一定に保つために重要な考慮事項です。
回転速度
シャフトの回転速度は、シール面間の流体潤滑に影響を与えます。回転速度が速いほど揚力が増加し、シール隙間が拡大する可能性があります。設計者は、適切な潤滑を確保し、摩耗を最小限に抑えるために、回転速度と他の要因のバランスをとる必要があります。
流体の粘度
シールされる流体の粘度は、シールギャップの潤滑において重要な役割を果たします。粘度の高い流体は潤滑性が向上し、シール面間の流体膜を厚く保つのに役立ちます。一方、粘度の低い流体では、適切な潤滑を得るためにシールギャップを狭くする必要がある場合もあります。
設計
シール面の形状、バランス比、スプリング荷重など、メカニカルシール全体の設計はシールギャップに影響を与えます。設計者は、様々な動作条件下で最適なギャップを維持するシールを開発するために、これらのパラメータを慎重に検討する必要があります。
シーリングギャップに関する課題
最適なシールギャップを維持することは、メカニカルシールの信頼性の高い動作にとって不可欠です。しかし、シールギャップを損ない、シールの故障につながる可能性のあるいくつかの課題が生じる可能性があります。
潤滑不良
シールギャップへの潤滑が不十分だと、摩擦の増加、発熱、シール面の摩耗につながる可能性があります。これは、流体膜厚の不足、流体粘度の低下、または汚染によって発生する可能性があります。潤滑不良はシールギャップの崩壊を引き起こし、漏れやシールの損傷につながる可能性があります。
汚染
密封された流体が粒子、破片、または化学不純物によって汚染されると、シールギャップに悪影響を与える可能性があります。汚染物質は、摩耗、目詰まり、またはシール面の損傷を引き起こし、正確なシールギャップを阻害する可能性があります。
熱歪み
シール部品の不均一な熱膨張または収縮は、シールギャップを歪ませる可能性があります。熱変形は、温度勾配、過渡状態、または不適切な放熱によって発生する可能性があります。これらの変形により、シールギャップが最適な範囲から外れ、漏れや面接触の増加につながる可能性があります。
オペレータエラー
メカニカルシールの不適切な取り付け、取り扱い、または操作は、シールギャップを損なう可能性があります。不適切な組み立て、締め付け過ぎ、または意図しない条件への曝露などの操作ミスは、シール面を損傷したり、シールギャップを変化させたりする可能性があります。
