メカニカルシールのシール面とは

メカニカル シールでは、シール面は回転部品と固定部品間の流体の漏れを防ぐ主要なシール要素です。シール面の材質、形状、表面特性は、シールの性能と寿命に直接影響します。

シールフェイスとは

メカニカル シール アセンブリでは、2 つのシール面がシャフトに対して垂直に配置され、通常、一方の面は固定され、もう一方の面はシャフトとともに回転します。

シール面は精密に製造された部品で、高度に研磨された表面を持ち、押し付けるとしっかりと密閉されます。面は機械加工により非常に平坦で滑らかな仕上がりになっており、平坦度は数本の薄い帯状になることがよくあります。

シール面は、通常 0.1 ～ 1 ミクロンの小さな隙間を維持するように設計されています。この隙間はプロセス流体で満たされ、流体膜を形成して面間の直接接触を防ぎます。流体膜は、摩耗を最小限に抑え、摩擦を減らし、動作中に発生する熱を放散するのに役立ちます。

シール面の種類

平らな面と特殊処理された面

フラットシール面は、 メカニカルシールこれらの面は精密に機械加工されており、滑らかで平らな表面を実現し、最適なシール性能を実現します。平らな面は通常、中程度から低い圧力と温度の要件がある用途で使用されます。

対照的に、特殊処理されたシール面には、性能と耐久性を高めるために追加の表面処理が施されます。一般的な表面処理には次のようなものがあります。

1. ラッピング: 表面仕上げと平坦性を向上させる微細研磨プロセス。
2. 研磨: 表面の粗さを減らし、面の反射率を高めるプロセス。
3. コーティング: ダイヤモンドライクカーボン (DLC) やタングステンカーバイドなどの特殊なコーティングを施して、耐摩耗性を向上させ、摩擦を低減します。

特別に処理された面は、平らな面に比べて優れた性能を発揮するため、高圧、高温、腐食性媒体を使用する厳しい用途でよく使用されます。

回転面と静止面

メカニカル シールでは、通常、一方のシール面は固定されており、もう一方のシール面はシャフトとともに回転します。固定面は通常、シール グランドまたはハウジングに取り付けられ、回転面はシャフトまたはシャフト スリーブに取り付けられます。

固定面は所定の位置に固定されており、シリコンカーバイドやタングステンカーバイドなどのより硬く、耐摩耗性に優れた材料で作られていることが多いです。この面は主要なシール面として機能し、回転面に対してしっかりと密閉します。

一方、回転面は、通常、カーボン グラファイトやシリコン カーバイドなどのやや柔らかい素材で作られています。これにより、回転面が固定面に適合し、より効果的なシールが実現します。回転面はスプリング式になっており、動作条件が変化する場合でも、固定面との接触を一定に保ちます。

シール面に使用される材料

メカニカルシールの面ギャップとは

面ギャップは流体膜厚とも呼ばれ、メカニカルシールの回転面と固定面の間の微細な空間です。このギャップは通常、ミクロン (μm) 単位で測定され、シールが適切に機能する上で重要な役割を果たします。面ギャップにより、シールされた流体の薄い膜がシール面に入り込み、潤滑して摩擦と摩耗を軽減します。

適切に機能するメカニカルシールでは、面ギャップが安定して一定に保たれ、過度の漏れを起こさずに潤滑に最適な厚さが維持されます。

シール面は均一なギャップを確保するために、通常 2 ～ 3 ヘリウム光バンド (0.58 ～ 0.87 μm) 以内の高度に平坦にラッピングされています。シール面に作用するスプリング力と油圧により、動作中に最適な面ギャップが維持されます。