固定シールリングの摩耗メカニズムは何ですか?

固定シールリングのサプライヤーとして、これらの重要なコンポーネントの摩耗メカニズムを理解することは、高品質の製品と信頼性の高いソリューションをお客様に提供するために不可欠です。このブログでは、固定式シールリングが遭遇する可能性のあるさまざまな摩耗メカニズムを詳しく掘り下げ、その性能と耐久性をより深く理解するのに役立ちます。

摩耗

摩耗は、固定シールリングの最も一般的な摩耗メカニズムの 1 つです。シールリング表面にゴミ、砂、金属片などの硬い粒子が接触すると発生します。これらの粒子は、密封される流体中に存在する可能性もあれば、外部環境から密封システムに侵入する可能性もあります。

シールリングが回転したり、合わせ面に対して相対運動をしたりすると、硬質粒子が小さな切削工具のように作用し、シールリングの表面から材料を削り取り、除去します。これにより、シール面に溝や傷が発生し、平滑性が低下し、摩擦係数が増加します。時間が経つと、摩耗によって材料が大幅に損失され、漏れやシール システムの故障が発生する可能性があります。

摩耗を軽減するために、高硬度と耐摩耗性を備えたシールリングの材質を選択できます。たとえば、炭化ケイ素 (SiC) は、摩耗が懸念される用途によく使用されます。 SiC は硬度と化学的安定性に優れており、硬い粒子による引っかき傷に対して耐性があります。さらに、シールされる流体を適切に濾過することも、シールリングに到達する前に研磨粒子を除去するのに役立ちます。

付着摩耗

かじりまたはスコアリングとしても知られる凝着摩耗は、接触している 2 つの表面が高い接触圧力と相対運動により局部的に溶着または接着を受けると発生します。固定シールリングの場合、高負荷条件下でシール面と合わせ面が直接接触すると、この問題が発生することがあります。

表面が接触している場合、2 つの表面の凹凸 (表面の小さな凹凸) が接触点で融合する可能性があります。表面が相互に移動すると、これらの溶接接合部が剪断され、その結果、一方の表面からもう一方の表面に材料が移動します。これにより、シールリングの表面に凹凸が形成され、シール性能が損なわれ、摩擦や摩耗が増加する可能性があります。

凝着摩耗を防ぐために、潤滑剤を使用してシールリングと相手面の間の摩擦を減らすことができます。潤滑剤は 2 つの表面の間に薄い膜を形成し、それらを分離して金属間の直接接触を防ぎます。また、コーティングなどの表面処理によりシールリングの耐付着性を向上させることもできます。たとえば、ダイヤモンド ライク カーボン (DLC) コーティングは、低摩擦および耐摩耗性の表面を提供し、凝着摩耗の傾向を軽減します。

腐食摩耗

腐食摩耗は、腐食プロセスと摩耗プロセスの組み合わせです。多くのシール用途では、シール リングは酸、アルカリ、塩溶液などの腐食性流体にさらされます。腐食環境では、シール リングの表面が化学反応を起こし、腐食生成物が形成されることがあります。

同時に、シールリングと合わせ面の間の相対運動によって腐食生成物が除去され、新しい金属表面が腐食性流体にさらされる可能性があります。この腐食と摩耗の継続的なサイクルにより、シール リングの材料損失と劣化が加速する可能性があります。

腐食摩耗に対処するには、特定の腐食環境に耐えるシールリングの材質を選択する必要があります。たとえば、ステンレス鋼は、軽度の腐食性流体を含む用途では一般的に選択されます。より過酷な環境では、ハステロイやチタンなどの材料が使用される場合があります。これらの材料は優れた耐食性を備えており、腐食性流体の化学的攻撃に耐えることができます。さらに、保護コーティングをシールリング表面に塗布して、腐食に対する追加のバリアを提供することもできます。

浸食摩耗

エローシブ摩耗は、シールリング表面への高速流体または固体粒子の衝撃によって引き起こされます。シールされる流体の流量が大きい場合や、混入した粒子が含まれる用途では、流体や粒子の衝撃によりシール リング表面から材料が除去される可能性があります。

浸食摩耗率は、流体の速度、粒子のサイズと形状、シール リングの材質の特性など、いくつかの要因によって決まります。高速流体はジェットのような効果を引き起こす可能性があり、時間の経過とともにシール リングの表面が侵食される可能性があります。流体によって運ばれる固体粒子も飛翔体として作用し、シールリングの表面に衝突して損傷を引き起こす可能性があります。

侵食摩耗を軽減するために、シールリング付近の流体速度を最小限に抑えるようにシールシステムを設計できます。これは、オリフィスやディフューザーなどの適切な流量制御装置を使用することで実現できます。さらに、高い靭性と耐衝撃性を備えたシール リング材料を選択すると、流体や粒子の侵食作用に耐えることもできます。

疲労摩耗

疲労摩耗は、シールリングに長期間にわたって繰り返し荷重がかかると発生します。シール システムでは、シール リングが周期的な圧力変動、温度変化、または振動を受ける可能性があります。これらの周期的な荷重により、シール リング表面に亀裂が形成され、伝播する可能性があります。

亀裂が成長すると、最終的にはシールリングから材料の小片が剥離し、シールシステムの摩耗や故障につながる可能性があります。疲労摩耗は、多くの場合、材料特性とシール リングの応力レベルに関連しています。一部の種類のセラミックなど、耐疲労性の高い材料を使用すると、疲労摩耗のリスクを軽減できます。

疲労摩耗を防ぐには、繰り返し応力レベルを最小限に抑えるためにシール リングが適切に設計および取り付けられていることを確認する必要があります。これには、シール形状の最適化、適切な取り付け技術の使用、およびシール リングへの十分なサポートの提供が含まれる場合があります。

当社の固定用シールリング製品

お客様の多様なニーズにお応えするため、静止用シールリングを豊富に取り揃えております。当社の製品には次のものがあります。ジョン・クレーン WM 固定式メカニカル シール、VULCAN 12DIN 固定式メカニカル シール、 そしてジョン・クレーン BD 固定式メカニカル シール。これらの製品は、高品質の素材と高度な製造プロセスを使用して設計されており、優れた耐摩耗性とシール性能を保証します。

当社は、固定シールリングの性能における摩耗メカニズムの重要性を理解しています。材料を慎重に選択し、適切な表面処理を適用し、製品の設計を最適化することで、当社は信頼性が高く耐久性の高いシーリング ソリューションをお客様に提供できます。

結論

結論として、固定シールリングの摩耗メカニズムは複雑であり、さまざまな要因の影響を受ける可能性があります。固定シールリングが遭遇する可能性のある主な種類の摩耗は、摩耗摩耗、凝着摩耗、腐食摩耗、浸食摩耗、および疲労摩耗です。これらの摩耗メカニズムを理解することは、適切なシール リング材料の選択、効果的なシール システムの設計、および機器の信頼性の高い動作の確保にとって重要です。

高品質の固定シールリングが必要な場合、または摩耗機構やシールソリューションについてご質問がある場合は、調達と詳細な打ち合わせについてお気軽にお問い合わせください。当社は、お客様の特定の要件を満たす最高の製品とサービスを提供することに尽力しています。

参考文献

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3. Schmid, S.、Maier, HJ (2000)。エンジニアのためのトライボロジー。スプリンガー。