回転機械のシール欠陥の理解
定義: シール欠陥とは何ですか?
シール欠陥 潤滑油の漏れを防ぎ、回転機械から汚染物質を遮断するシール部品の損傷、摩耗、または故障です。一般的なシールの種類には、リップシール（ラジアルシャフトシール）、メカニカルフェイスシール、ラビリンスシール、Oリングなどがあります。シールの欠陥は、油やグリースの漏れ、汚れや水分の侵入、摩擦や発熱の増加、そして場合によっては、 振動 摩擦や不安定さを生み出すことによって。.
シールは小さな部品のように見えるかもしれませんが、その故障は深刻な結果をもたらします。潤滑の喪失はベアリングの急速な故障につながり、汚染物質の侵入が加速します。 着る, また、プロセス機器（ポンプ）では、シールの故障により製品の損失、環境汚染、安全上の危険が発生する可能性があります。.
一般的なシールの種類とその欠陥
1. リップシール（ラジアルシャフトシール）
回転軸に接触するフレキシブルリップを備えたエラストマーシール：
よくある欠陥
- リップウェア: 摩擦によりリップ材が摩耗し、最終的にはシール接触が失われます。
- 硬化： 熱や経年変化によりエラストマーが硬化し、リップの柔軟性と適合性が失われます。
- クラッキング： 年齢、化学物質、または過度の シャフトの振れ
- 唇の裂傷： 設置、シャフトの欠陥、または過度の振動による損傷
- ガータースプリングロス: 唇の接触を維持するバネが壊れたり外れたりする
症状
- シャフト出口でのオイルまたはグリースの漏れ
- 汚染の侵入（ベアリング領域に汚れが見える）
- 潤滑油の損失によるベアリング温度の上昇
- 汚染によるベアリング振動の増加
2. メカニカルフェイスシール
ポンプや高圧アプリケーションに使用されます:
よくある欠陥
- フェイスウェア: 嵌合面が摩耗し、漏れが増加する
- 顔面損傷: シール面の傷、欠け、熱亀裂
- Oリングの故障: 二次シールが劣化する
- スプリングの故障: 面圧を与えるバネが破損したり弱くなったりする
- コーキング/堆積物: 物質の蓄積により適切な顔面接触が妨げられる
症状
- シール部分の目に見える漏れ
- 蒸気または蒸気の放出（高温の流体を密封する場合）
- 顔との接触によるキーキー音
- 高いシール温度
- 顔面接触の不安定性による振動
3. ラビリンスシール
タービンおよびコンプレッサーの非接触シール：
よくある欠陥
- 歯の摩耗: 摩擦により磨耗または破損した迷路歯
- クリアランスの増加: 摩耗や熱膨張によりクリアランスが増加し、シール効果が低下する
- こする： 過度の振動やシャフトの動きによる接触により歯が損傷する
- 預金: クリアランスに影響を与える炭素またはスケールの蓄積
症状
- 漏れの増加（測定可能な流量または圧力損失）
- 効率低下（内部漏れ）
- 摩擦による振動（引き金となる可能性がある） 蒸気渦 場合によっては
- 接触の証拠（摩耗痕、熱による変色）
4. Oリングと静的シール
- 圧縮永久歪み: 持続的な圧縮による永久変形
- 化学攻撃: エラストマーを劣化させる不適合な流体
- 押し出し： 圧力によりOリングが溝から押し出される
- 熱によるダメージ: 熱老化、硬化、ひび割れ
シール不良の原因
通常着用
- 接触シールは摩擦摩耗により寿命がある
- 標準的なリップシール寿命: 5,000～20,000時間
- メカニカルシールの寿命: 用途に応じて10,000～50,000時間
- 摩耗率はシャフトの表面、速度、潤滑に依存する
設置時の損傷
- 取り付け中にシールリップが切れたり損傷したりした
- シールがハウジング内に正しく装着されていない
- シャフト表面の欠陥、シールリップの破れ
- 組み立て中の汚染
動作条件
- 過度のシャフトの振れ: シャフトの偏心または振動がシール能力を超える
- 高温： 劣化したエラストマー材料
- 化学的不適合性: プロセス流体がシール材を攻撃する
- 研磨環境: シール面を損傷する粒子
- ドライランニング: シールの潤滑が失われ、急速な摩耗を引き起こす
機械的な問題
シール欠陥の検出
視覚的なインジケーター
- 漏れ： シール箇所に油、グリース、またはプロセス流体が見える
- 染色： 浸水によるシール周りの変色
- 滴り落ちる： 機器下の能動的な漏洩プール
- ミスト： 高圧シール漏れによる微細な噴霧
運用指標
- 潤滑剤の損失: 頻繁にオイルやグリースを補充する必要がある
- 汚染： 潤滑油サンプル中の汚れや水分
- ベアリングの問題: 汚染や潤滑剤の損失によるベアリングの早期摩耗
- 温度上昇: 不十分な潤滑によるベアリングの加熱
振動効果
- シールの擦れにより摩擦による振動が発生する可能性がある
- シール接触による高周波部品
- 重篤な場合には、シールの不安定性による同期以下の振動
- 二次的影響：汚染や潤滑油の損失によるベアリングの振動
シール不良の結果
即時的な影響
- 潤滑剤の損失により頻繁な補充が必要
- 残留潤滑剤の劣化を引き起こす汚染物質の侵入
- 製品の損失または環境への放出（プロセスシール）
- 滑りやすい床や有毒物質の放出による安全上の危険
二次被害
- ベアリング故障: 潤滑不足や汚染はベアリングを破壊します
- 加速摩耗: 研磨剤の汚染はあらゆる摩耗を加速させる
- 腐食: 水分の侵入は錆や腐食の原因となる
- カップリングダメージ: 潤滑剤スプレーがエラストマーカップリング要素を汚染する
予防とメンテナンス
適切な選択
- 用途に適したシールタイプを選択します（圧力、温度、速度、化学的適合性）
- 正しいシールサイズと仕様を使用する
- シャフトの表面仕上げ要件を考慮する（通常は リップシールの場合、Ra 0.8 µm未満
- エラストマーを流体と温度に合わせて調整します (ニトリル、バイトン、PTFE など)
インストール手順
- 設置前にすべての表面を清掃してください
- 適切な取り付けツール（ハンマーではなくシールドライバー）を使用してください
- 取り付け前にシールリップを潤滑する
- シャフト上をスライドする際にシールリップを保護する（取り付けスリーブを使用）
- シールの直角度と適切な装着を確認する
運用慣行
- 良好な状態を維持する バランス およびアライメント（シャフトの動きと振動を低減）
- シール定格内で動作温度を制御する
- シールに十分な潤滑が行き届いていることを確認する
- シール部分を不適合な物質で汚染しないようにする
予防的交換
- 定期メンテナンス時にシールを交換してください（故障するまで待たないでください）
- 一般的な交換間隔: 2～5年またはメーカー推奨
- ベアリングハウジングを開ける際は必ずシールを交換してください
- シールキットをスペアパーツ在庫に保管する
特別な考慮事項
高振動機器
- 過度のシャフトの動きはシールを急速に損傷します
- 許容できるシール寿命を達成するには、振動の根本原因に対処する必要がある
- 高振動アプリケーションには、高耐久性シールまたはスプリング式シールを検討してください
極限環境
- 高温： 高温エラストマーまたはメカニカルシールを使用する
- 研磨剤: 保護シャフトスリーブ、粒子を排除するエクスペラーシール
- 腐食性: 耐薬品性材料、コーティングされた表面
- 真空： 特殊な低ガス放出シール
シールの問題のトラブルシューティング
早期シール不良
調査分野:
- シャフトの表面状態（粗さ、傷、腐食）を確認する
- シャフトの振れを確認してください（振れが大きすぎるとシールがすぐにダメになります）
- 振動レベルを測定します（振動が大きいとシール寿命が短くなります）
- シール定格内での動作温度を確認する
- 化学的不適合性を確認する
- 設置方法の検討
- アプリケーションに適したシールタイプとサイズを確認してください
持続的な漏洩
考えられる原因と解決策:
- シャフトの損傷: シャフトのシール箇所の溝が摩耗している → シャフトを修理するか、修理スリーブを使用する
- 過度の振れ: シャフト偏心→振れを修正するか、高容量シールを使用する
- シールの向きが間違っています: シールが逆向きに取り付けられている → 正しく取り付け直す
- シールリップの損傷: 取り付け損傷→交換して適切な技術を使用する
- 圧力が正しくありません: シール定格を超える圧力 → 圧力定格シールを使用するか、圧力を下げる
シール関連の振動問題
シール摩擦と不安定性
- 接触シールはスティックスリップ摩擦を引き起こす可能性がある
- 低周波振動やチャタリングの原因となる可能性がある
- 摩擦振動が特に発生しやすいドライランニングシール
- 非接触シール（ラビリンス）は空気力学的不安定性を引き起こす可能性がある
シールラブ
- 過度のシャフトの動きによりシールとシャフトの接触が激しくなる
- 熱を発生し、シールを急速に損傷します
- 作成可能 サーマルボウ 非対称加熱による
- 高周波振動と騒音が発生する可能性がある
機械の信頼性への影響
潤滑システムの完全性
- シールは潤滑システムの重要な境界です
- シールの不具合は潤滑剤の損失と汚染物質の侵入につながる
- ベアリングの急速な劣化につながる
- 連鎖的に機械の完全な故障につながる可能性がある
環境保護
- シールはプロセス流体の漏れを防ぎます（ポンプ、コンプレッサー）
- 失敗は環境汚染を引き起こす可能性がある
- 有毒物質や可燃性物質に関する安全性の懸念
- 規制遵守の問題
モダンシールテクノロジー
高度なデザイン
- マルチリップシール: 冗長性のための複数のシーリングリップ
- エクスペラーシール: 遠心作用により汚染物質を除去
- 磁気シール: 磁場で密封された磁性流体
- ドライガスシール: 高速コンプレッサー用非接触シール
- カートリッジシール: 設置を簡素化する組み立て済みユニット
状態監視
- シール漏れ検出システム
- フラッシュ流体流量監視（メカニカルシール）
- シール位置の温度監視
- シール関連の問題を検出する振動監視
シールの欠陥は、ベアリングやローターの不具合に比べて見過ごされがちですが、機械の信頼性に重大な影響を及ぼします。適切なシールの選定、設置、予防交換に加え、早期故障の根本原因（振動、振れ、汚染）に対処することで、シールは設計寿命全体にわたって潤滑油の保持と汚染物質の侵入防止という重要な機能を確実に発揮することができます。.
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