ドライガスシール 回転機械における排出量と漏れの低減には、シールの改良が不可欠です。しかし、これらの高度なシールであっても、わずかながらも測定可能な漏れ率があり、様々な要因の影響を受ける可能性があります。放置すると、過剰な漏れは製品の損失、効率の低下、そして潜在的な安全上の危険につながります。
このブログ記事では、ドライガスシールの典型的な漏れ率を詳しく調べ、漏れに影響を与える主な要因を検討し、正確に測定して テストシール 最適な操作を保証するパフォーマンス。
ドライガスシールの典型的なリーク率
通常の動作条件下では、典型的なドライガスシールは、各シールインターフェースから毎分0.5～3標準立方フィート（scfm）のリーク速度で漏れます。1つのシールを直列に組み合わせた標準的なシステムでは、シール全体のリーク速度は6～40 scfmになります。このリーク速度は、同様の条件下で通常200～XNUMX scfmのリーク速度を示すデュアルウェットシール構成と比べて大幅に低くなっています。
実際、ウェットシールからドライガスシールシステムへの変更により、シール関連の排出量を最大97%削減できます。吸入圧力1000psiで稼働するコンプレッサーの場合、100scfmのリークが発生するデュアルウェットシールシステムでは、年間約52.6万標準立方フィートのプロセスガスが失われます。一方、総リーク量が3scfmのドライガスシールシステムでは、年間約1.6万scfのリークしか発生せず、排出量を51万scf削減できます。
ドライガスシールの漏れ率に影響を与える要因
作動圧力
一般的に、圧力が高いと、配管間の圧力差が大きくなるため、漏れが増加します。 シール面圧力が高まるにつれて、回転シールリングと固定シールリングの間に薄いガス膜を維持することがより困難になります。
シールサイズ
シール面の表面積が大きい大型シールは、小型シールに比べて漏れが発生しやすくなります。これは、広い面積にわたって均一なガス膜を維持することがますます困難になるためです。
シールデザイン
シール面の形状、溝パターン、リフト特性といった要素はすべて、シールが安定したガス膜を生成・維持する能力に寄与します。双方向テーパー溝やシール面の微細構造といった高度なシール設計は、ガス膜の剛性を高め、漏れを低減します。
ガスの特性
ガスの粘度、分子量、圧縮率は、シール面間のガス膜の挙動に影響を与えます。粘度の低いガスは漏れやすく、分子量の高いガスは漏れを低減するのに役立ちます。ガス中に汚染物質や凝縮物が存在すると、ガス膜が破壊され、漏れが増加する可能性があります。
動作速度
一般的に、速度が速いほど揚力が増加し、ガス膜が安定するため、漏れの低減に役立ちます。しかし、速度が高すぎると振動や動的不安定性が生じ、シール性能が低下する可能性があります。
温度
高温になると熱膨張が起こり、 シール部品シール面のクリアランスや接触圧力が変化する可能性があります。さらに、高温により、シールの物理的特性が劣化する可能性があります。 シール材 時間が経つにつれて摩耗や漏れが増加します。
汚染
汚染物質はシール面の摩耗、浸食、または化学的劣化を引き起こし、漏れ経路の増加につながります。たとえ少量の汚染物質であっても、薄いガス膜を破壊し、シール効果を損なう可能性があります。
シールガス圧力
シールガスは通常、一次シールと二次シールの間に注入され、バリアを形成してプロセスガスの大気への漏洩を防ぎます。シールガスの圧力が不十分だとプロセスガスが一次シールを通過して漏洩する可能性があり、圧力が高すぎるとシールガスがプロセスガスに漏洩する可能性があります。
ドライガスシールのリーク率の測定と試験
通気流量の測定
ドライガスシールのリークレートを測定する最も簡単な方法の一つは、シールハウジングから排出されるガスの流量を監視することです。これは通常、ベントラインに設置された流量計を用いて行われます。通常運転時の定常ベント流量を測定することで、一次シールと二次シールの両方における総リークレートを算出できます。測定値をメーカーの仕様書や過去のデータと比較することで、シール性能の逸脱や異常を特定するのに役立ちます。
圧力減衰法
圧力減衰法では、 シール室 圧力低下の経時変化をモニタリングします。この試験は通常、コンプレッサーの停止時またはメンテナンス時に実施されます。シールチャンバーを既知の初期圧力まで加圧し、その後、一定時間間隔で圧力低下を記録します。圧力低下率を分析することで、理想気体の法則を用いてリーク率を算出できます。この方法は、シールのリークを定量的に評価し、通常の性能からの大きな逸脱を検出するのに役立ちます。
ヘリウム漏れ検出
ヘリウムリーク検出は、シール漏れの位置と規模を正確に特定するための高感度技術です。この方法では、少量のヘリウムガスをシールガス供給源に導入するか、シールチャンバーに直接注入します。その後、質量分析計を備えたヘリウムリーク検出器を用いてシール領域をスキャンし、漏れ経路から漏れるヘリウムを特定します。この方法により、漏れの位置を正確に特定でき、微量な漏れでも検出できます。 漏洩率トラブルシューティングやシールの完全性評価に役立ちます。
バブルテスト
バブルテストは、ドライガスシールからのガス漏れを視覚的に確認できる検査です。バブルテストでは、コンプレッサーに圧力をかけながら、シール部にリーク検出液を塗布します。漏れがある場合は、漏れ箇所に気泡が発生します。この方法は簡便かつ迅速であるため、初期のリークチェックや現場でのトラブルシューティングに有効です。ただし、定性的な性質上、リーク率を正確に測定することはできません。バブルテストは、他のリーク検出方法と組み合わせて、シール性能を総合的に評価するために使用されることがよくあります。
