バランスメカニカルシールのサプライヤーとして、私はこれらの重要なコンポーネントに使用される一般的な面の材料についてよく質問されます。バランスメカニカルシールは、流体の漏れを防ぎ、ポンプ、コンプレッサー、その他の回転機器の効率的な動作を確保するため、さまざまな産業で重要な役割を果たしています。面材の選択は、これらのシールの性能、耐久性、信頼性に大きく影響します。このブログでは、バランス メカニカル シールの最も一般的な面材料、その特性、利点、用途について探っていきます。
カーボングラファイト
カーボングラファイトは、バランスメカニカルシールに最も広く使用されている面材の 1 つです。自己潤滑性があり、耐薬品性に優れ、摩擦係数が低い材料です。カーボングラファイトは比較的高温高圧でも動作できるため、さまざまな用途に適しています。
プロパティ
- 自己潤滑: カーボングラファイトには固有の自己潤滑特性があり、シール面間の摩耗と摩擦を軽減します。この自己潤滑によりシールの寿命を延ばし、安定したシール性能を維持します。
- 耐薬品性：酸、アルカリ、有機溶剤など幅広い薬品に対して耐性があります。このため、密封流体が腐食性である用途に最適です。
- 熱伝導率：カーボングラファイトは熱伝導率が良く、動作中に発生する熱を放散します。これはシール面の過熱や熱損傷を防ぐのに役立ちます。
利点
- 低コスト: カーボングラファイトは他のフェース素材に比べて比較的安価であり、多くの用途にとってコスト効率の高いオプションとなります。
- 機械加工が容易: さまざまな形状やサイズに簡単に機械加工できるため、特定の用途要件を満たすカスタム設計のシールが可能になります。
アプリケーション
カーボングラファイトは、水ポンプ、化学ポンプ、食品加工装置などの用途によく使用されます。たとえば、ウォーター ポンプでは、追加の潤滑を必要とせずに水を効果的にシールできます。ケミカルポンプにおいては、耐薬品性により腐食性薬品の取り扱いに適しています。
炭化ケイ素
炭化ケイ素は、バランス メカニカル シールのもう 1 つの人気のある面材料であり、その高硬度、耐摩耗性、熱伝導性で知られています。
プロパティ
- 高硬度：炭化ケイ素は非常に硬く、ダイヤモンドに次ぐ硬度を持っています。これにより、高速流体の流れや固体粒子が存在する用途でも、耐摩耗性が高くなります。
- 耐摩耗性：優れた耐摩耗性により長寿命を実現し、シールの交換頻度やメンテナンスコストを削減します。
- 熱伝導率：炭化ケイ素は熱伝導率が高く、熱を素早く放散します。これは、熱放散がシールの性能にとって重要である高温用途では特に重要です。
利点
- 長寿命: 炭化ケイ素シールは、その高い硬度と耐摩耗性により、他の材料で作られたシールよりも大幅に長持ちします。
- 過酷な環境に適しています: 高温、高圧、腐食性流体などの極限条件に耐えることができるため、石油・ガス、化学処理、発電などの産業での使用に最適です。
アプリケーション
炭化ケイ素は、密封された流体に研磨粒子が含まれる用途や、動作条件が厳しい用途で一般的に使用されます。たとえば、石油やガスのパイプラインでは、流体を砂やその他の固体粒子で密閉できます。化学反応器では、高温で腐食性の化学物質を扱うことができます。
炭化タングステン
炭化タングステンは硬くて耐摩耗性の高い材料で、バランスメカニカルシールの面材としてもよく使用されます。
プロパティ
- 高硬度: タングステンカーバイドは非常に高い硬度を持ち、研磨粒子や高速流体の流れに対して優れた耐摩耗性を発揮します。
- 優れた耐食性: 多くの化学環境において優れた耐食性を備えていますが、一部の腐食性の高い用途では耐食性が炭化ケイ素よりも劣る場合があります。
- 高強度: タングステンカーバイドは機械的強度が高く、変形することなく高圧に耐えることができます。
利点
- 耐摩耗性: 耐摩耗性があるため、スラリーポンプなどの摩耗が激しい用途に適しています。
- 多用途性：低圧系から高圧系まで、また腐食性・非腐食性環境を問わず幅広い用途に使用できます。
アプリケーション
炭化タングステンはスラリーポンプに一般的に使用されており、大きな磨耗を生じることなく研磨スラリーを処理できます。高圧油圧システムや一部の化学処理用途でも使用されます。
セラミック
アルミナセラミックなどのセラミック材料は、バランスメカニカルシールの面材としても使用されます。
プロパティ
- 高硬度: セラミックは非常に硬い素材なので、耐摩耗性に優れています。
- 耐薬品性：特に酸性およびアルカリ性の環境下での耐薬品性に優れています。
- 低い摩擦係数: セラミックは摩擦係数が比較的低いため、摩耗とエネルギー消費の削減に役立ちます。
利点
- 耐食性：耐薬品性が高いため、封入流体の腐食性が高い用途に適しています。
- 精度：セラミックスは高精度で製造できるため、密閉性が高く信頼性の高い性能が保証されます。
アプリケーション
セラミックフェイスシールは、耐薬品性と精度が重要となる化学ポンプ、製薬機器、半導体製造プロセスでよく使用されます。
フェース素材の比較
各フェース素材には独自の特性と利点があり、素材の選択は特定の用途の要件によって異なります。以下に簡単な比較を示します。
| 面の材質 | 硬度 | 耐摩耗性 | 耐薬品性 | 熱伝導率 | 料金 |
|---|---|---|---|---|---|
| カーボングラファイト | 低い | 適度 | 良い | 良い | 低い |
| 炭化ケイ素 | 高い | 高い | 素晴らしい | 高い | 高い |
| 炭化タングステン | 高い | 高い | 良い | 良い | 適度 |
| セラミック | 高い | 良い | 素晴らしい | 低い | 適度 |
バランスメカニカルシールの面材質を選択する際には、封入流体の種類、使用温度、圧力、研磨粒子の有無などの要素を考慮する必要があります。たとえば、封入流体の腐食性が高い場合には、炭化ケイ素またはセラミックが最適な選択となる可能性があります。コストが主な懸念事項であり、動作条件が比較的穏やかな場合は、カーボン グラファイトで十分な場合があります。
当社が提供する製品
お客様の多様なニーズにお応えするために、面材質の異なるバランスメカニカルシールを豊富に取り揃えております。たとえば、私たちのメカニカルシール2種相当カーボングラファイト面または炭化ケイ素面が利用可能で、さまざまな用途で信頼性の高いシール性能を提供します。私たちのMOR 105 苛性ポンプ用ケミカルメカニカルシール苛性溶液の腐食性に耐えられる表面素材を使用して設計されています。そして私たちの208 低圧ポンプのメカニカルシール交換さまざまな低圧ポンプ用途に適合するさまざまな面材料オプションを提供します。
調達に関するお問い合わせ
バランスメカニカルシールの市場に参入しており、用途に適した面材の選択に支援が必要な場合は、当社の専門家チームがお手伝いします。当社は業界で豊富な経験があり、専門的なアドバイスと高品質の製品を提供できます。標準シールをお探しの場合でも、カスタム設計のソリューションをお探しの場合でも、当社はお客様の要件を満たすことができます。詳細について、また調達についての話し合いを開始したい場合はお気軽にお問い合わせください。
参考文献
- エション、I. (2005)。メカニカルシールのトライボロジー。エルゼビア。
- フラー、DD (1984)。エンジニアのための潤滑の理論と実践。ジョン・ワイリー＆サンズ。
- イムダリ州ハッチングス (1992 年)。トライボロジー: エンジニアリング材料の摩擦と摩耗。エドワード・アーノルド。
