メカニカルシール用潤滑剤の種類

不適切な潤滑は、産業機械におけるメカニカルシールの故障の主な原因です。これにより、コストのかかるダウンタイム、修理、機器の寿命の短縮につながる可能性があります。

このガイドでは、高温高圧環境から水、油、化学薬品環境まで、さまざまなメカニカルシールの用途に最適な潤滑剤の種類について説明します。適切な潤滑剤を選択してシールの性能を最適化し、故障を最小限に抑える方法を学びます。

プロセス流体潤滑

多くのメカニカルシールアプリケーションでは、シールされたプロセス流体自体がシール面の潤滑剤として機能します。プロセス流体潤滑と呼ばれるこの方法は、プロセス流体が十分な潤滑特性を持ち、シール材料と互換性がある場合によく使用されます。

プロセス流体の潤滑効果は、流体の粘度、化学組成、動作条件などの要因によって異なります。水や軽質炭化水素などの低粘度流体は、十分な潤滑効果が得られず、摩擦や摩耗が増加する可能性があります。固体粒子や研磨性汚染物質を含む流体も、時間の経過とともにシール面を損傷する可能性があります。

バリア液

バリア液は二重に使用されますメカニカルシール潤滑と冷却を提供しながら、プロセス流体を大気から隔離します。バリア流体はプロセス流体よりも高いレベルに加圧され、プロセス流体への正の流れを作り出します。密閉室プロセス流体の漏れを防ぎます。

フラッシュ液

フラッシュ流体は、プロセス流体が直接シール潤滑に適さない困難な用途で、メカニカルシールを冷却、洗浄、潤滑するために使用されます。フラッシュ流体は、通常、プロセス流体よりも低い圧力で、外部ソースからシールチャンバーに導入されます。

グリース

グリースは、石鹸または非石鹸系の増粘剤で増粘された基油からなる半固体潤滑剤です。液体潤滑剤の連続供給が現実的でない、または望ましくない用途のメカニカルシールに使用されます。

潤滑液またはガス

潤滑液またはガスは、外部ソースからシールチャンバーに導入され、困難な用途におけるメカニカルシールの潤滑、冷却、保護を強化します。これらの潤滑剤は、プロセス流体が直接シール潤滑に適していない場合、またはシール寿命を延ばして性能を向上させるために追加の潤滑が必要な場合に使用されます。

特定用途向け潤滑剤

高温用途

高温環境では、メカニカルシールには高温でも安定性と性能を維持できる潤滑剤が必要です。これらの用途に適した潤滑剤の種類がいくつかあります。

ポリアルファオレフィン（PAO）PAO は、優れた熱安定性、耐酸化性、低揮発性を備えた合成ベースオイルです。150°C (302°F) までの高温用途でよく使用されます。
ジエステルとポリオールエステルこれらの合成潤滑剤は、優れた熱安定性と潤滑性を備えており、最高 200°C (392°F) までの温度に適しています。また、エラストマーや金属との適合性も良好です。
リン酸エステル: リン酸エステルは、優れた熱安定性と耐火性を備えており、200°C (392°F) を超える極度の高温用途に最適です。ただし、特定のシール材料との適合性に問題がある場合があります。
ポリアルキレングリコール（PAG）PAG は優れた熱安定性と低揮発性を備えているため、高温用途に適しています。また、優れた潤滑性と熱伝達特性も備えています。
シリコーンおよびパーフルオロポリエーテル（PFPE）: シリコンベースの潤滑剤と PFPE は、優れた熱安定性で知られており、一部の配合は 300°C (572°F) までの温度に耐えることができます。また、揮発性が低く、化学的に不活性であることも特徴です。
高温グリース: 合成基油と熱安定性増粘剤を配合した特殊グリースは、高温用途に使用できます。これらのグリースは潤滑性を提供し、高温での摩耗や腐食を防ぎます。

高圧アプリケーション

高圧条件下で作動するメカニカルシールには、極度の負荷に耐え、膜の強度を維持できる潤滑剤が必要です。高圧用途向けの潤滑剤の主な選択肢は次の 2 つです。

バリア液: デュアルシール構成では、シールの潤滑と冷却にバリア液が使用されます。これらの流体は通常、オイルベースまたは合成で、粘度、熱安定性、プロセス流体との適合性に基づいて選択されます。バリア液は、シール面全体の圧力を均等化し、プロセス流体がシールチャンバーに入るのを防ぎます。
合成油PAO、エステル、PAG などの高性能合成油は、圧力粘度係数が優れているため、高圧条件下でも十分な膜厚を維持できます。また、これらのオイルは優れた熱安定性と耐酸化性も備えています。

水アプリケーション

メカニカルシールが水または水溶液にさらされる場合、潤滑剤はこれらの環境に適合している必要があります。

水性潤滑剤: きれいな水または水ベースの流体が関係する用途では、水溶性潤滑剤を使用できます。これらの潤滑剤には通常、潤滑性を向上させて摩耗を防ぐための腐食防止剤と添加剤が含まれています。
一時的な潤滑剤: 場合によっては、取り付け前に二硫化モリブデンやグラファイトなどの一時的な潤滑剤をシール面に塗布することができます。これらの潤滑剤は慣らし運転期間中の初期潤滑を提供し、シール面の損傷を防ぐのに役立ちます。

オイル用途

油環境で動作するメカニカルシールの場合、潤滑剤はプロセス流体と互換性があり、適切な潤滑を提供する必要があります。

油性潤滑剤: プロセス流体と互換性のある鉱油または合成油をメカニカルシールの潤滑に使用できます。これらの潤滑剤は、適切な粘度、優れた熱安定性、および耐酸化性を備えている必要があります。
合成油PAO、エステル、PAGなどの高性能合成油は、鉱油に比べて潤滑性に優れ、熱安定性、耐酸化性、シール材との適合性に優れています。

化学アプリケーション

化学処理アプリケーションでは、メカニカルシールは攻撃的な媒体にさらされるため、次のような過酷な条件に耐えられる潤滑剤が必要です。

フッ素系潤滑剤: パーフルオロポリエーテル (PFPE) およびその他のフッ素系潤滑剤は、化学的不活性性と熱安定性に優れています。酸、塩基、溶剤など、さまざまな化学物質に対して耐性があります。
PTFE系潤滑剤: ポリテトラフルオロエチレン (PTFE) 粒子を含む潤滑剤は、潤滑効果を発揮し、化学環境における摩擦を軽減します。PTFE は化学的に不活性で、ほとんどの化学薬品に対して耐性があるため、腐食性の高い媒体での使用に適しています。