ドライメカニカルシールのバリア流体として使用されるガスはどれですか

ドライ メカニカル シールは、さまざまな産業用途、特にポンプやコンプレッサーなどの回転機器において重要なコンポーネントです。これらのシールは、バリア流体と呼ばれる薄いガス膜を利用して、漏れを防ぎ、最適なパフォーマンスを維持します。

このブログ記事では、ドライメカニカルシールのバリア流体として使用される特定のガスについて説明し、その特性と利点について説明します。

バリア流体として利用される一般的なガス

窒素

窒素は不活性で入手しやすいため、バリア流体として広く使用されています。不燃性、無毒性で、ほとんどのプロセス流体やシール材料と互換性があります。窒素の露点が低いため、シールチャンバー内での結露を防ぎ、腐食や汚染のリスクを最小限に抑えることができます。幅広い温度範囲で安定しているため、さまざまな産業用途に適しています。

スチーム

高温用途では、蒸気は効果的なバリア流体として機能します。蒸気は熱容量が高いため、シール チャンバー内の温度を安定させ、シール面の熱変形を防止します。蒸気はシール面に潤滑効果も与え、摩擦と摩耗を軽減します。ただし、蒸気を使用する場合は、互換性を確保し、劣化を防ぐためにシール材料を慎重に検討する必要があります。

浄化された空気

水分、油分、微粒子のない精製空気は、バリア流体システムのもう 1 つの選択肢です。精製空気は簡単に入手でき、エアコンプレッサーと濾過ユニットを使用して現場で生成できます。精製空気は、窒素やその他の不活性ガスが不要で、プロセス流体が空気と適合する用途に適しています。ただし、シール面を損傷したり、望ましくない反応を引き起こしたりする可能性のある汚染物質を除去するために、空気を適切に処理する必要があります。

その他の不活性ガス

窒素に加えて、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素などの他の不活性ガスも、特定の用途でバリア流体として使用できます。これらのガスは、不燃性や化学的不活性など、窒素と同様の特性を持っています。不活性ガスの選択は、分子量、熱伝導率、プロセス流体やシール材料との適合性などの要因によって異なります。たとえば、ヘリウムは熱伝導率が高いため、熱伝達用途に適していますが、二酸化炭素は密度が高いため、より優れた性能を発揮します。 シール面 場合によっては潤滑剤を使用する。

バリア流体として利用される一般的なガス

窒素

窒素は乾燥時のバリア液としてよく使用されます。 メカニカルシール 不活性な性質と幅広い入手性により、不燃性と低反応性を備え、さまざまな産業用途に適しており、安全な操作を保証し、シーリング システム内での燃焼や化学反応のリスクを最小限に抑えます。

スチーム

高温用途では、蒸気はドライ メカニカル シールの効果的なバリア流体として機能します。蒸気は熱安定性があり、高温でも潤滑特性を維持できるため、熱伝達や蒸気駆動装置を伴うプロセスに最適です。ただし、シールの故障を防ぐには、適切な凝縮水管理が不可欠です。

浄化された空気

水分、汚染物質、油分を含まない精製空気は、窒素やその他の不活性ガスが容易に入手できないドライメカニカルシールのバリアー流体として使用されます。これは、それほど要求の厳しくない用途でも十分なシール性能を提供しながら、コスト効率の高い代替手段となります。

その他の不活性ガス

アプリケーションの特定の要件に応じて、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素などの他の不活性ガスをバリア流体として利用することもできます。これらのガスは窒素と同様の特性を示し、化学的安定性、不燃性、およびさまざまなプロセス材料との適合性を備えています。

バリア液の理想的な特性

• 安全基準: 安全な操作を確保し、人や環境へのリスクを最小限に抑えるために、バリア流体は不燃性かつ非毒性である必要があります。
• 化学的不活性: 選択されたバリア流体は化学的に不活性であり、プロセス材料と互換性があり、望ましくない反応やシール部品の劣化を防ぐ必要があります。
• 熱安定性と潤滑効率: バリア流体は、動作温度範囲全体にわたって安定性と潤滑特性を維持し、信頼性の高いシール性能を確保し、摩耗を最小限に抑える必要があります。
• 水分および汚染物質の制御: バリア液には、シーリングインターフェースを損ない早期故障につながる可能性のある水分、粒子、その他の汚染物質が含まれていてはなりません。
• 可用性とコスト効率: 選択されたバリア液は、サプライ チェーンの信頼性やメンテナンス要件などの要素を考慮して、すぐに入手でき、コスト効率に優れている必要があります。

ガス潤滑メカニカルシールの利点

強化されたシーリング性能

ガス潤滑式メカニカルシールは、特に高温、低粘度流体、またはドライランニング条件を伴う用途において、液体潤滑式シールに比べて優れたシール性能を発揮します。シール面間のガス膜は安定した信頼性の高いバリアを提供し、漏れを防ぎ、シールの完全性を維持します。

摩擦と摩耗の低減

ガスをバリア流体として使用すると、シール面間の摩擦が大幅に減少し、摩耗が最小限に抑えられ、メカニカルシールの耐用年数が延長されます。ガスの粘度が低いため、高速回転時や断続的な動作時でも効率的な潤滑が可能です。

プロセス流体との適合性

ガス潤滑メカニカルシールは、化学的に攻撃的、研磨性、または結晶化しやすい流体を含む、幅広いプロセス流体と互換性があります。バリアガスの不活性な性質により、プロセス流体の化学反応や汚染が防止され、製品の純度と品質が維持されます。

環境と安全上の利点

ガス潤滑メカニカルシールは液体潤滑の必要性を排除することで、環境汚染のリスクを最小限に抑え、漏れや流出に関連する職場の危険性を軽減します。不燃性で無毒のバリアガスを使用することで、産業環境における安全性がさらに向上します。

ガスをバリア流体として使用する場合の欠点

初期コストが高い

ガス潤滑メカニカルシールの導入には、従来の液体潤滑シールに比べて初期コストが高くなることがよくあります。ガス供給システム、圧力調整器、監視装置などの追加機器が必要になるため、初期投資が増加します。

複雑さとメンテナンスの増加

ガス潤滑式メカニカルシールには、ガス圧、流量、ろ過の正確な制御を含む、より複雑なシール システムが必要です。この複雑さにより、設置、操作、メンテナンスに専門的な知識とスキルが必要となり、全体的なメンテナンスの負担とコストが増加する可能性があります。

限られた放熱能力

ガス潤滑シールは高温用途に優れていますが、液体潤滑シールに比べて放熱能力が低くなります。大量の熱が発生するプロセスでは、過熱を防ぎ、シールの最適な性能を確保するために、追加の冷却機構が必要になる場合があります。

圧力変動に対する感度

ガス潤滑メカニカルシールは、液体潤滑メカニカルシールに比べて圧力変動の影響を受けやすいです。ガス圧の急激な変化や供給中断により、シール界面が乱れ、漏れやシール不良が発生する可能性があります。