ポンプシールポンプの故障や漏れは、ポンプの停止を引き起こす最も一般的な原因の一つであり、様々な要因によって発生します。ポンプシールの漏れや故障を防ぐには、問題を理解し、故障箇所を特定し、将来のシール交換によってポンプの損傷やメンテナンスコストがさらに増加しないようにすることが重要です。ここでは、ポンプシールが故障する主な原因と、それらを回避するための対策について解説します。
ポンプのメカニカルシールシールはポンプの最も重要な構成要素です。シールは送液される流体の漏れを防ぎ、潜在的な汚染物質の侵入を防ぎます。
これらは、石油・ガス、発電、上下水道、食品・飲料など、さまざまな産業で多様な液体を移送するために使用されています。これほど広範囲に使用されているため、漏洩を特定し、今後漏洩を防止することが不可欠です。
ポンプのシールはすべて漏れることを認識しておくべきです。シール面に液膜を維持するためには、漏れは必要なのです。シールの目的は漏れを制御することです。しかし、制御不能な過剰な漏れは、迅速に対処しなければポンプに重大な損傷を与える可能性があります。
シール不良の原因が、設置ミス、設計ミス、摩耗、汚染、部品の故障、あるいは無関係なエラーのいずれであっても、新たな修理や新規設置が必要かどうかを判断するために、問題を迅速に診断することが不可欠です。
ポンプシールの故障で最もよく見られる原因を理解し、簡単なヒント、ガイダンス、計画を立てることで、将来の漏れをはるかに容易に回避できます。以下に、ポンプシールの故障で最もよく見られる原因をリストアップします。
インストールエラー
ポンプのシール故障を診断する際には、まず初期起動プロセスとシールの取り付け状態を確認する必要があります。これはシール故障の最も一般的な原因です。適切な工具を使用しなかった場合、シールに既に損傷があった場合、またはシールが正しい方向に取り付けられていない場合、ポンプはすぐに損傷してしまいます。
ポンプシールを正しく取り付けないと、エラストマーの損傷など、さまざまな不具合が発生する可能性があります。ポンプシールは繊細な平らな面を持つため、わずかな汚れ、油、指紋でも面のずれにつながることがあります。面がずれていると、ポンプシールから過剰な漏れが発生します。ボルト、潤滑剤、支持システムの構成など、シールの主要部品も点検しないと、取り付け直後からシールが正常に機能しない可能性があります。
シール取り付け不良の最も一般的な原因は以下のとおりです。
・固定ネジを締め忘れる
・シール面を損傷する
・配管接続部の誤った使用
・グランドボルトを均等に締め付けていない
ポンプの始動前に設置ミスが認識されない場合、モーターの停止やシャフトのねじれが発生し、いずれも軌道運動を引き起こし、内部部品の接触につながります。最終的にはシールの破損やベアリング寿命の短縮を招きます。
間違ったシールを選択する
シール設計および取り付け工程における知識不足も、シール故障の一般的な原因の一つであるため、適切なシールを選択することが非常に重要です。ポンプに適したシールを選択する際には、以下のような多くの要素を考慮する必要があります。
・動作条件
・非プロセス活動
• 清掃
・蒸し料理
・酸
・腐食性洗浄液
・設計外の航行が発生する可能性
シール材はポンプ内部の流体と適合していなければなりません。適合しない場合、シールが劣化し、流体漏れ以外の損傷につながる可能性があります。例えば、温水用のシールを選ぶ場合、87℃を超える水はシール面を潤滑・冷却することができないため、適切なエラストマー材料と動作条件を備えたシールを選択することが重要です。不適切なシールを使用し、ポンプシールが損傷すると、2つのシール面間の摩擦が増加し、シールの破損につながります。
ポンプシールの選定において、シールの化学的適合性はしばしば見落とされがちです。液体とシールが適合しない場合、ゴム製シール、ガスケット、インペラ、ポンプケーシング、ディフューザーにひび割れ、膨張、収縮、劣化が生じる可能性があります。ポンプ内部の作動油を交換する際には、シールの交換が必要になることがよくあります。ポンプの作動油の種類によっては、故障を防ぐために新しい特殊素材のシールが必要になる場合があります。作動油とポンプの設計にはそれぞれ固有の要件があります。不適切なシールを選択すると、特定の用途における問題や損傷につながる可能性があります。
ドライランニング
空運転とは、ポンプが作動油なしで運転される状態を指します。ポンプ内部の冷却と潤滑をポンプで送液する部品は、潤滑油が不足すると摩擦が増加し、その結果生じる熱によってシールが破損します。空運転による故障のほとんどは、メンテナンス後にポンプが作動油で完全に満たされていることを確認せずに再起動したことが原因です。
ポンプが空運転され、シールが耐えられる温度を超えて熱が上昇すると、ポンプシールに修復不可能な損傷が生じる可能性があります。シールが焼損または溶融し、流体漏れを引き起こすこともあります。わずか数秒の空運転でも、シールに熱による亀裂や膨れが生じ、ポンプシャフトシールからの漏れにつながる可能性があります。
極端な場合、メカニカルシールが熱衝撃を受けると、30秒以内に破損することがあります。このような損傷を防ぐには、ポンプシールの状態を確認してください。シールが空運転されていた場合、シール面は白くなっています。
振動
ポンプは本来、動きや振動を伴います。しかし、ポンプのバランスが適切に取れていないと、振動が大きくなり、損傷につながる可能性があります。ポンプの振動は、アライメント不良や、ポンプの最適効率点（BEP）から左右に大きくずれた状態で運転することによっても発生します。振動が大きすぎると、シャフトの軸方向および半径方向の遊びが大きくなり、アライメント不良を引き起こし、シールからの流体漏れが増加します。
振動は潤滑油の過剰供給によっても発生する可能性があります。メカニカルシールはシール面間の薄い潤滑油膜に依存しており、振動が大きすぎるとこの潤滑層の形成が妨げられます。浚渫ポンプなど、過酷な条件下でポンプを稼働させる必要がある場合は、使用するシールは平均以上の軸方向および半径方向の遊びに対応できるものでなければなりません。また、ポンプの最適効率点（BEP）を特定し、ポンプがBEPよりも大きくも小さくも動作していないことを確認することも重要です。そうしないと、シールの漏れ以外にも様々な損傷が発生する可能性があります。
ベアリングの摩耗
ポンプのシャフトが回転すると、摩擦によってベアリングが摩耗します。ベアリングが摩耗するとシャフトが揺れ、その結果として有害な振動が発生します。その影響については既に説明しました。
シールは、その寿命期間中に自然に摩耗する傾向があります。シールは時間の経過とともに自然に摩耗しますが、汚染によって摩耗が加速し、寿命が短くなることがよくあります。この汚染は、シール支持システム内、またはポンプ内部で発生する可能性があります。一部の流体は、ポンプシールへの汚染物質の侵入を防ぐのに優れています。シールの摩耗に他の原因がない場合は、シールの寿命を延ばすために流体の交換を検討してください。同様に、高品質のベアリングは負荷圧力によって変形する可能性が低いため、実用的な汚染の原因となる金属同士の接触を減らすことが重要です。
投稿日時：2023年3月17日