製油所や化学プラントにおけるポンプの故障の中で、シャフトシールの故障がより頻繁に発生します。 統計によると、遠心ポンプのシャフト シールの故障は約 50 パーセントを占め、ベアリングの故障は約 30 パーセントを占めています。
(1) メカニカルシールの破損現象とその原因
症状
■漏れが多すぎる、または異常である。
■パワーアップ！
■過熱、発煙、異音。
■ 異常な振動。
■摩耗物が多量に析出しています。
理由
◆メカニカルシール自体が不良です。
◆メカニカルシールの選定が不適切であり、適合性が悪い。
◆稼働状況、運行管理が良くない。
◆補助装置が貧弱です。
(2) シール不良とその症状
▶封入媒体がシール部を通過し、以下のような状態になった場合、シール不良とみなします。
▶シールシステムから大量の媒体が漏れます。
▶シーリングシステムの圧力が大幅に低下します。
▶シール系（ダブルメカニカルシールなど）に封液が多量に混入する。
メカニカルシール故障の外観特性
①シールの漏れが続いている。
②シール漏れとシールリングの氷結。
③ シールが作動するとパチパチ音がします。
④シールが作動しているときに叫ぶ。
⑤シール面の外側に黒鉛粉が溜まる。
⑥シール寿命が短い。
シール不良の具体的な症状
故障したメカニカルシールを分解して分解すると、シールの故障にはさまざまな形態があり、一般的なものは機械的損傷、腐食損傷、熱的損傷であることがわかります。
①機械的損傷
機械的損傷の主な形態は摩耗であり、これには不十分な機械的強度に起因する他の形態の損傷も含まれます。
(a) 摩耗損傷
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(b) エロージョンおよびキャビテーションによる損傷
シール液はシール要素に浸食摩耗を引き起こします。 理由：高圧カバーの強力なシール（約 30 気圧以上）で発生し、高い圧力差によりシール面が浮き上がり、流体がシール面を侵食します。 特に高い周速度での漏れにより、シール面の結合材（ソフトリング）も洗い流されます。
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(c) ブッシュの摩耗
スリーブの摩耗は、O リングとスリーブの間の相対移動によって発生します。 理由: 加工誤差、リングシートの軸方向の動き、傾きによるもの。 さらに、O リングに埋め込まれた媒体内の固体粒子 (または他の固体粒子) により、シャフト スリーブが摩耗し、O リングが損傷します。
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(d) Oリングの詰まり
Oリング詰まり：製品側シール空間に固形物（特に繊維状物質）が蓄積することによるOリング詰まり。 さらに、大気側では媒体フラッシュ放射がゆっくりと堆積するため、シール面は緊密な接触を維持できません。
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(e) 摩擦トルクによる損傷
トランスミッションねじとトランスミッションスリーブ間の摩耗は、一般に頻繁な起動停止条件下で発生し、弾性要素の弾性補償機能が失われ、シール面さえもしっかりと嵌合できなくなります。
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(f) 金属ベローズの亀裂
激しい振動や空運転により溶接箇所で金属ベローズに亀裂が発生しますが、これを回避するフォーク伝動構造を採用しています。
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②腐食摩耗
メカニカルシールは腐食による故障が多く、腐食の原因は複雑です。
(a) 表面腐食: 腐食は、媒体と接触する部品の表面に発生する均一な腐食です。 性能としては、部品の重量は減り、強度は失われ、硬度は低下し、さらにはすべてが腐食してしまいます。
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(c) 粒界腐食：一般に、ろう付けされた炭化タングステンリングの支持材料で発生し、金属の結晶界面で発生します。 重量腐食率は非常に小さいですが、金属の内部まで深く腐食し、ノッチ効果により切削損傷を起こしやすいです。
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(d) 応力腐食: 応力腐食は、腐食性媒体と応力の複合作用下で金属材料に亀裂または破壊が現れることです。 金属溶接ベローズ、スプリング、トランスミッション スリーブのトランスミッション イヤリングなどのメカニカル シール コンポーネントは、応力腐食によって故障する可能性が最も高くなります。
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(e) 隙間腐食：メカニカルシールのダイナミックリングシール面の内孔に狭い隙間が析出することにより発生する隙間腐食は、電池の集中腐食の一種である。 一般に、2つの部品が近接する狭い隙間（可動リングとブッシュの間の隙間など）で発生します。
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(f) 電池腐食: メカニカルシールのシールリングの銀はんだとクロム鋼の間の電位差によって引き起こされる電池腐食は、誘電体内の 2 つの金属間の電位差と電池効果によるものです。 対策：電位差のある 2 つの金属の組み合わせを避けるようにしてください。
③熱害ダメージ
メカニカルシールの過熱による故障は熱損傷故障です。 最も一般的な熱損傷故障には、端面の熱変形、熱亀裂、膨れ、炭化、弾性部品の弾性損失、ゴム部品の老化、永久変形、タートル クラックなどが含まれます。
