徹底した分析: 横型遠心ポンプのメカニカルシール破損の根本原因、モード、および防止戦略

流体ハンドリングの分野では、 横型遠心ポンプ シールシステムの完全性に大きく依存します。統計データによると、遠心ポンプの故障の 80% 以上が原因であることが示されています。 メカニカルシール 失敗。この故障は媒体の漏れを引き起こすだけでなく、ベアリングの損傷やポンプ シャフトの破損を引き起こす可能性もあります。

メカニカルシールの破損のマクロモード

シール面の熱損傷

高温フラッシュや潤滑不足により界面隙間内の液膜が消失すると、界面間に極度の摩擦熱が発生します。 シール面 .

熱亀裂: 超硬合金やセラミックのシール面に中心から外側に広がる放射状の亀裂が観察されます。 水ぶくれ： 高温条件では、カーボングラファイト材料の含浸剤がブリードアウトし、シール表面にミクロボイドや剥離が発生します。

化学的攻撃と腫れ

ポンプで送られる媒体とシール材料の間の不適合は、システムの信頼性にとってサイレントキラーです。

エラストマーの膨潤: の Oリング 媒体と化学反応を起こし、体積が増加し、硬度が低下し、その補償機能が失われます。 浸出: 強酸またはアルカリ条件下では、炭化タングステンまたはその他の硬質材料から結合剤が剥がれ、シール面が多孔質になり脆くなります。

コア技術的根本原因分析

不十分なNPSHによって引き起こされるキャビテーション

ポンプ入口圧力が媒体の蒸気圧を下回ると、蒸気の泡が形成され、高圧ゾーンに入ると激しく崩壊します。この衝撃波はインペラを侵食し、ポンプシャフトに高周波振動を引き起こします。 メカニカルシール コンポーネントは、軸方向および半径方向の振れに対して非常に敏感です。継続的な振動により液膜の平衡が崩れ、シール面に衝撃による損傷が生じます。

ドライランニング

これは最も致命的な失敗の形です。十分なパフォーマンスを発揮できない プライミング 始動前または動作中に空気結合が発生すると、シール室内の冷却と潤滑が不足します。数秒間の乾燥摩擦でもシール面の温度が数百度まで上昇し、その結果、 完全な失敗 .

アライメントのずれ

駆動端（モーター）とポンプ端の間の軸中心線が一致していない場合 レーザーアライメント 標準では、動作中に交番応力が生成されます。これらの応力はカップリングを介してシールアセンブリに伝わり、強制的にシールアセンブリに圧力がかかります。 ダイナミックリング シールデュオの機械的摩耗を促進する異常なオフセットを常に補正します。

シールの寿命を延ばすための重要な予防策

APIフラッシュ計画の最適化

に従って適切なフラッシュ プランを選択します。 API 682 基準は重要です。たとえば、次のように使用します。 プラン11 吐出圧力を利用して自己フラッシングを行います。 プラン32 研磨媒体や結晶化媒体を扱うための外部クリーン フラッシュを導入します。効果的なフラッシングにより摩擦熱が奪われ、固体粒子の蓄積が防止されます。

スタッフィングボックスの圧力の厳密な管理

シール室内の圧力は安定した範囲内に維持する必要があります。圧力が過剰になるとシール面に過負荷がかかり、摩耗跡が激しくなる一方、圧力が不十分な場合は面間で媒体が蒸発する可能性があります。