ポンプシールポンプの故障や漏れは、ポンプのダウンタイムの最も一般的な原因の一つであり、様々な要因によって引き起こされる可能性があります。ポンプシールの漏れや故障を防ぐには、問題を理解し、不具合を特定し、将来のシール交換によってポンプがさらに損傷したり、メンテナンス費用がかかったりしないよう対策を講じることが重要です。ここでは、ポンプシールが故障する主な原因と、その回避策についてご紹介します。
ポンプのメカニカルシールポンプにとって最も重要な部品です。シールはポンプで汲み上げた流体の漏れを防ぎ、潜在的な汚染物質の侵入を防ぎます。
石油・ガス、発電、上下水道、食品・飲料など、様々な産業において、様々な液体の輸送に使用されています。このように広範囲に使用されているため、漏れを特定し、未然に防ぐことが不可欠です。
すべてのポンプシールは漏れることを認識しておく必要があります。シール面上に流体膜を維持するために、漏れは避けられません。シールの目的は漏れを制御することです。しかし、制御不能な過度の漏れは、迅速に修理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。
シールの故障の原因が設置エラー、設計ミス、磨耗、汚染、コンポーネントの故障、あるいは無関係なエラーのいずれであっても、問題を適時に診断し、新たな修理や設置が必要かどうかを判断することが不可欠です。
ポンプシールの最も一般的な故障原因を理解し、簡単なヒント、ガイダンス、そして計画を活用することで、将来の漏れを防ぐのがはるかに容易になります。ポンプシールの故障の最も一般的な原因を以下に示します。
インストールエラー
ポンプのシール不良を診断する際は、通常、まず最初の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。これがシール不良の最も一般的な原因です。適切な工具を使用していない、シールに損傷がある、またはシールが正しい方向に取り付けられていないと、ポンプはすぐに損傷します。
ポンプシールの取り付けが不適切だと、エラストマーの損傷など、様々な不具合が発生する可能性があります。ポンプシールは平面で繊細なため、ごくわずかな汚れ、油、指紋が付着しただけでもシール面の位置ずれが生じる可能性があります。位置ずれがあると、過剰な漏れがポンプシールを貫通してしまいます。ボルト、潤滑油、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動作しない可能性が高くなります。
シールの不適切な取り付けの最も一般的な原因は次のとおりです。
• 止めネジを締め忘れる
• シール面の損傷
• 配管接続の誤った使用
• グランドボルトを均等に締めていない
ポンプの始動前に設置ミスを認識していない場合、モーターのトリップやシャフトのねじれを引き起こす可能性があります。これらの不具合は、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不具合やベアリング寿命の短縮につながります。
間違ったシールの選択
シールの設計と設置プロセスにおける知識不足も、シールの不具合のよくある原因の一つです。そのため、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
• 酸
• 苛性フラッシュ
• 設計外逸脱の可能性
シールの材質はポンプ内の流体に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、流体漏れ以上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定する場合、87℃を超える水はシール面を潤滑・冷却することができません。そのため、適切なエラストマー材料と動作パラメータを備えたシールを選定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大し、確実にシールが破損します。
ポンプシールの選定において、シールの化学的不適合性はしばしば見落とされがちです。液体がシールと不適合な場合、ゴム製シール、ガスケット、インペラ、ポンプケーシング、ディフューザーに亀裂、膨張、収縮、または劣化が生じる可能性があります。ポンプ内の作動油を切り替える際には、シールの交換が必要になることがよくあります。ポンプの作動油によっては、故障を防ぐために、新しい特殊材料製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独自の要件があります。不適切なシールを選択すると、特定の用途における課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
空運転は、ポンプが流体なしで運転しているときに発生します。ポンプ内部の部品は、冷却と潤滑のためにポンプから供給される液体に依存しているため、潤滑不足で摩擦が増大し、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多くは、メンテナンス後にポンプが完全に流体で満たされていることを確認せずにポンプを再起動することで発生します。
ポンプが空運転となり、シールが耐えられる以上の熱が発生すると、ポンプシールに回復不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解し、流体が漏れる場合があります。数秒の空運転でもシールに熱亀裂や膨れが生じ、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、ポンプシールを点検してください。シールが空運転されている場合、シール面は白くなっています。
振動
ポンプは本来、動き、振動します。しかし、ポンプのバランスが適切でないと、機械の振動が増加し、損傷につながる可能性があります。また、不適切なアライメントや、ポンプをポンプの最高効率点（BEP）から左または右に大きく外れた位置で運転した場合も、ポンプの振動を引き起こす可能性があります。過度の振動は、シャフトの軸方向および半径方向の遊びを大きくし、アライメント不良を引き起こし、シールからの流体漏れを増加させます。
振動は過剰な潤滑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膜に依存しており、過度の振動はこの潤滑層の形成を阻害します。浚渫ポンプのように過酷な条件でポンプを稼働させる場合、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必要があります。また、ポンプのBEP（最高使用圧力）を特定し、ポンプがBEPを超えていないか、または下回っていないことを確認することも不可欠です。これは、シール漏れだけでなく、様々な損傷を引き起こす可能性があります。
ベアリングの摩耗
ポンプのシャフトが回転すると、ベアリングは摩擦によって摩耗します。摩耗したベアリングはシャフトの振動を引き起こし、その結果、前述したような有害な振動が発生します。
シールの寿命が尽きるにつれて、摩耗は自然に発生する可能性があります。シールは時間の経過とともに自然に摩耗しますが、汚染物質は摩耗を早め、寿命を縮めることがよくあります。この汚染物質は、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。シール摩耗の他に原因がない場合は、シール寿命を延ばすために流体の変更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る変形の可能性が低いため、実際に汚染を引き起こす可能性のあ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