カートリッジメカニカルシールとは何ですか？

カートリッジメカニカルシールは、事前に組み立てられ、事前に設定された、プラグアンドプレイの回転シャフト シール ユニットです。従来のコンポーネントシールとは異なり、カートリッジシールは、回転面、固定面、スプリングアセンブリ、二次シール、グランドプレート、シャフトスリーブなどのすべての重要な要素を出荷前に工場で単一のモジュラーユニットに統合します。取り付けには、現場での測定、バネの圧縮調整、技術者による面の調整は必要ありません。ユニットをシャフトにスライドさせ、グランドボルトを締めて、設定タブを外すだけです。

下API 682(American Petroleum Institute Standard) — 石油、石油化学、天然ガス産業におけるメカニカル シールの最終的な規格であり、国際的に認められています。カートリッジ構成は、すべての準拠シールの必須のデフォルト納品形式です。 API 682 ではメカニカル シールを 3 つのタイプ (タイプ A / B / C) と 3 つの配置 (配置 1 / 2 / 3) に分類しており、カートリッジの設計はすべてのカテゴリーにわたって交渉の余地のない要件として指定されています。

上に描画シール信頼性ハンドブック発行者ジョン・クレーン（市場シェア世界最大のメカニカルシールメーカー）および技術白書イーグルバーグマン、次の 7 次元の比較は、パフォーマンスの違いを示しています。

核となる洞察:上記のデータは、カートリッジ シールの最も重要な価値提案を明らかにしています。つまり、人による取り付けの変動を設計により信頼性の方程式から排除することです。としてアセシールテクニカル ディレクターの Chris Rea は次のように述べています。「最良のシールとは、間違って取り付けられないものです。」

背景：米国メキシコ湾岸の大手製油所 (原油生産能力 1 日あたり 250,000 バレル) は、常圧蒸留装置のボトムポンプを 340°C で運転し、減圧残留物を処理していました。ポンプには当初、コンポーネント スタイルの金属ベローズ シールが装備されていました。

問題：シールは平均して 4 ～ 6 か月ごとに漏れており、年間 3 回の計画外停止が発生し、1 件あたり最大 45,000 ドルの直接コストが発生しました (緊急メンテナンス、生産中断、廃棄物処理を含む)。根本原因分析 (RCA) により、故障の 85% は現場設置時のスプリング圧縮のずれが原因であることが判明しました。

解決：API 682 タイプ C、アレンジメント 2 カートリッジの金属ベローズ シールが後付けされており、一体型ポンピング リングと API Plan 23 フラッシュ システムを備えています。

背景：中国東部の国家レベルの化学工業団地内のファインケミカル企業は、元々コンポーネント PTFE ウェッジ シールが取り付けられていた硫酸移送ポンプ (濃度 98%、60°C) を運転していました。

問題：シールの平均寿命はわずか 3 か月でした。酸の微量漏れが頻繁に発生し、ポンプシャフトと基礎ボルトに進行性の腐食が発生しました。年間のスペアパーツ交換コストは 28,000 円に達し、漏洩排出物は安全性と環境コンプライアンスに重大なリスクをもたらしました。

解決：無加圧焼結炭化ケイ素 (SSiC) 回転面、カーボンファイバー充填 PTFE 固定面、Kalrez® FFKM 二次シール、および API Plan 54 バリア流体システムを備えたカートリッジ デュアル メカニカル シール (配置 2) にアップグレードされました。

背景：ドイツの市営飲料水プラントでは、以前は 7 つの異なるブランドのコンポーネント シールを使用していた 120 台の遠心ポンプ セットを運用していました。これにより、スペアパーツが非常に複雑になり (在庫に 200 SKU を超える)、トレーニングのオーバーヘッドが大きくなり、メンテナンス担当者は 7 つの個別の取り付け手順を習得する必要がありました。

解決：工場全体の「単一標準カートリッジ シール」戦略を導入し、23 種類のシール バリアントからわずか 4 つの標準カートリッジ シール仕様まで 120 台のポンプすべてを統合し、すべて DVGW (ドイツガスおよび水技術科学協会) の認定を受けています。

に合わせてAPI 682 データシート(API 682 Annex A) 選択ロジックでは、推奨される 5 段階の方法は次のとおりです。

1. 動作パラメータを定義します。揚水媒体、温度、圧力、シャフト速度、シャフト直径、固形分含有量
2. シールのタイプを選択してください (A / B / C):A = バランスの取れたプッシャー。 B = バランスの取れた金属ベローズ。 C = 高温使用用のバランスプッシャー
3. 配置を選択 (1 / 2 / 3):1 = 単一シール。 2 = デュアルシール (加圧または非加圧)。 3 = タンデムシール
4. フラッシュ プラン (API プラン) を選択します。計画 11/13/21/23/32/52/53A/53B/54 フラッシュ、クエンチ、およびバリア流体構成の決定
5. 材料の互換性を確認します。シール面、二次シール、および金属部品を、汲み上げ媒体の化学適合性チャートと照合します。