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May 08, 2024

高度なシール面技術によりコストと二酸化炭素排出量を削減

ポンプやその他の回転機器の漏れをなくすには、適切なメカニカルシール面の選択が不可欠です。 適切な面を選択することの利点は、平均間隔を改善するだけではありません。

ポンプやその他の回転機器の漏れをなくすには、適切なメカニカルシール面の選択が不可欠です。 適切な面を選択することの利点は、平均故障間隔 (MTBF) 率の改善だけにとどまりません。

メカニカルシール面にはさまざまな構成材料とデザインがあります。 面の素材は摩耗や磨耗に耐えなければなりません。 最もよく使用される表面硬化材料は炭化ケイ素で、いくつか例を挙げると、炭化タングステンと酸化アルミニウムがそれに続きます。 さらに、面の設計は、従来型、プッシャー、非プッシャー、アンバランス型、バランス型、またはカートリッジ構成など、用途に応じたシールのタイプを補完する必要があります。

ただし、選択プロセスから推測を排除できる、実績のあるシール面の素材と設計テクノロジーが 2 つあります。 これらのオプションは、シールの MTBF を数週間から、多くの場合は数年に延長し、水、エネルギー、資本コストを削減しながら、企業の二酸化炭素排出量の削減を支援します。

最も先進的で耐久性のある面素材の 1 つは、ウルトラナノ結晶質ダイヤモンド (UNCD)、またはダイヤモンド シール面技術です。 この表面処理 (ダイヤモンドの薄膜) は、シール面への化学蒸着によってダイヤモンド フィルムから成長させられます。 ダイヤモンドの表面処理に最も広く使用されている基材は、焼結炭化ケイ素です。 最近の開発により、ダイヤモンド膜は炭化タングステン基板上でも使用されています。

現在、ダイヤモンド面処理を使用した 60,000 を超える部品が、研磨スラリー、化学反応性媒体、劣悪な潤滑環境、断続的な空運転用途、温度に敏感な媒体など、さまざまな困難な用途に世界中で使用されています。

別のダイヤモンド合わせ面でのみ使用できる微結晶表面処理と混同しないでください。UNCD 表面処理は、炭化ケイ素または炭化タングステンの相手面に対しても実行でき、補助装置に関連するコストを削減できます。

UNCD には、多くの用途にとって有益なシーリング材となる多くの特性があります。 摩擦係数が低いため、シール面は低潤滑性や断続的な空運転条件に耐えることができ、発熱とエネルギー消費も削減されます。 非常に硬い材料であるため、その耐摩耗性は研磨粒子やスラリーの用途に最適です。 UNCD の耐薬品性に​​よりシール面が保護され、強アルカリや酸の中でも機能します。

また、水の無駄を最小限に抑え、エネルギー損失を削減することで、アプリケーションの二酸化炭素排出量も削減します。 条件によっては、モーターの消費電力の削減だけでも、投資回収期間が 12 か月未満になる可能性があります。

ダイヤモンド面処理の利点を強調する最近の例は、米国の合板製造施設で行われました。 熱水の温度 (315 °F ～ 325 °F) とシール面の発熱により、メカニカル シールの O リングがわずか数週間で故障してしまいました。

工場は、プラン 11 のシール フラッシュ計画を維持しながら、シールの信頼性を向上させたいと考えていました。 ユニバーサル カートリッジ シールにダイヤモンド処理面を追加してから数週間以内に、施設はシールのアップグレードに対する投資収益率を達成しました。 既存の水洗プラン 11 を維持することで、プラントの設備、材料、設置コストが 6,000 ドル近く節約されました。 冷却剤の必要性を排除することで、プラントでは MTBF が 14 か月に改善されたことは言うまでもなく、年間水使用量の 3,000 ドル以上、最大 210 万ガロンの増加も回避されました。

世界中の多くの業界で数十年にわたって使用されてきた上流ポンプ (USP) シール面技術は、シールの冷却と洗浄に使用される水の量を削減します。 従来のソリューションと比較すると、水の使用量を 1 分あたり 2 ～ 3 ガロンから 1 日あたり 3 ～ 5 ガロンに削減できます。 USP は、二重加圧シールと非加圧シールの利点を組み合わせ、二重シール構成の環境保護とタンデムシール構成の固有の安全性を提供します。 アクティブリフトは、加圧および非加圧のシーリングコンセプトを利用して、低圧のバッファ流体を高圧のプロセス流体に押し込みます。