グランドシール

グランドシーリングは、比較的堅牢で、段階的な故障モードとメンテナンスの容易さから、多くのスラリーポンプアプリケーションに採用されているシーリングの標準形式です。

グランドシールの解剖学

グランドシールは、ランタンリング、ネックリング、グランドパッキンなどの固定シールコンポーネントを収容するチャンバー（スタッフィングボックス）で構成されています。チャンバーは、フラッシュ水が供給穴を通してシーリング領域に供給されることを可能にします。チャンバーの中心を通過するのは、シーリングチャンバーまたはスタッフィングボックス内の固定パッキンに対して回転する犠牲摩耗スリーブを有する可能性のあるシャフトである。グランドフォロアを介してパッキンとシャフトスリーブの間に圧力が加えられ、締めるとパッキンが圧縮され、ポンプ内の圧力とポンプ外の雰囲気の間にスリーブとパッキンの間にシールラインが形成されます。

当然のことながら、この摩擦は熱を発生させます。そのため、水を流す目的は、それが言うことを実行し、静止部品と回転部品の間のシールラインを洗い流して冷却することです。固形物を含んだ製品だけでなく、酸性またはアルカリ性の溶液もポンプで送ることができるスラリーポンプ内では、スリーブとパッキンの間の摩擦の影響だけでなく、腐食と侵食も減らすために余裕を持たせる必要があります。

グランドシールの故障モード

スラリーポンプのグランドシールへの攻撃には、シールの失敗につながる3つの主な形態があります。これらは、個別の効果または組み合わせた効果のいずれかです。

1.腐食–一般に、材料の選択が不適切な高塩分または化学環境によって引き起こされます。シール面周辺の材料の結晶化に対する直接的な化学的または酸化的影響は別として、部品の侵食による故障を悪化させる可能性があります。

2.侵食/摩耗–通常、不十分な流量とシーリング水の圧力によってポンプで送られるスラリーによるシーリングチャンバーの汚染が原因で発生します。また、流体の結晶化や、グランドフォロアの締めすぎによるシーリング面間の過度の力によっても発生する可能性があります。 。

3.摩擦–通常、漏れをほぼゼロにするための熱心なグランド調整によって発生します。ただし、これにより、グランドの冷却時にフラッシングウォーター機能が機能しなくなります。すべてのグランドシールポンプは漏れが発生するように設計されており、冷却とフラッシングまたはシーリングラインを容易にするために、ポンプからのフラッシング水のゆっくりとした滴りまたは速い滴下を許可する必要があります。

グランドシールの故障サイクルは、固有の冗長性を備えた設計の堅牢性のために一般に進行性であり、グランドシールの故障はめったに瞬間的ではありません。エネルギーは失敗の根底にある形であり、物理学はエネルギーが最も抵抗の少ない経路をたどることを教えてくれます。上記の条件の任意の組み合わせによって応力が加えられたグランド内では、エネルギーがシーリングコンポーネント間で伝達および放散され、このエネルギーは、チャンバー内の流体または固体のいずれかに関連する化学的、ポテンシャル、速度論などの形である可能性があります。 。したがって、当然のことながら、流体/固体は、パッキングであるチャンバー内の最も弱いコンポーネントにエネルギーを放出または伝達しようとします。これはまさにグランドシールが行うように設計されていることであり、パッキンはチャンバー内の主要な犠牲要素であり、他のコンポーネントよりも頻繁に交換されます。

ただし、時間の経過とともに、グランドパッキングは、ケブラー、カーボンファイバー、テフロンなどの特殊な材料が設計に組み込まれるまで強化されました。これにより、パッキングははるかに安定し、摩耗に耐えたり、エネルギーを他の製品に放散したりできるようになりました。シーリングチャンバーの領域、すなわちシャフトスリーブである二次犠牲要素。

ランタンとネックリングを備えたシャフトスリーブは、おそらくグランドシーリングシステムの2番目に変更されたコンポーネントです。歴史的に、スリーブはグランドパッキンよりも摩耗しにくい合金で作られているため、長持ちします。しかし、パッキングの強度とデザインが進化し、その結果、スリーブの寿命が長くなるにつれて、スリーブはパッキングサイクルによって変更されるか、新しい材料、コーティングシステム、またはその両方の組み合わせによって強化されています。耐摩耗性のためのハードコーティングを提供する強化されたスリーブは、新世代のパッキングよりも長持ちし、シーリングライン全体の耐用年数を向上させることができます。ただし、多くのコーティングシステムには固有の設計上の欠陥と弱点があり、フラッシングと冷却水の十分な供給によってサポートされていない場合、グランドシールの故障が加速する可能性があります。    

コーティングされたスリーブの故障の詳細については、CISスリーブのページを参照してください。

故障モードの削減

グランドシールの故障モードの影響を減らすための対策には、次のものがあります。

1.シーリング構成–義務およびプロセス条件に対して適切なシーリング構成を選択したことを確認します。この点で、元の設計よりもポンプのシーリングを強化するアフターマーケット製品が多数あります。各製品は、ポンプの負荷だけでなくプロセス条件も考慮して、その主張とメリットを評価する必要があります。

2.フラッシング水–適切な圧力と流量で十分にきれいなフラッシング水を使用して、グランドの部品が正しく配置されていることを確認します。シーリングの問題の90％以上は、適切なグランド調整を使用した適切な圧力でのきれいな洗浄水の不十分な供給に起因する可能性があります。

3.材料の選択–ポンプの使用条件と洗浄水の利用可能性に適した適切な材料の選択。

スタッフィングボックス–化学的用途では、不活性材料を使用する必要がありますが、ほとんどの化学的に不活性な材料は耐摩耗性がないため、摩耗寿命と耐薬品性のバランスが取れた妥協材料を選択する必要があります。着用業務では、より硬い材料を使用できますが、材料が硬いほど、一般的に機械的強度とその後の圧力能力が低下することに注意する必要があります。化学的および耐摩耗性の用途では、耐摩耗性と耐薬品性のある材料が必要です。この環境のために、SlurrytechはSB-WRC（スタッフィングボックス–耐摩耗性カーバイド面）を開発しました。このシールは、WRC（耐摩耗性コンパウンド）のハード摩耗面コーティングが施された耐薬品性合金スタッフィングボックスで構成されています。チャンバー。

シャフトスリーブ–シーリングスリーブは、スタッフィングボックス内の固定リングのパッキンに対してポンプシャフトと一緒に回転します。スリーブの基本的な材料グレードは硬化ステンレス製で、一般的に非常に頑丈です。これらのスリーブを作動させるポンプは、通常、シーリングアセンブリが徐々に故障します。新世代のスリーブには、さまざまな硬化コーティングとこれらの塗布プロセスが用意されています。ほとんどのコーティングされたスリーブは、基板とコーティングの間の材料特性の分離に悩まされており、グランドシールの急速な故障につながる可能性があります。Slurrytech CISスリーブは、ほとんどのコーティングシステムの従来の故障モードを回避するために、基材に注入されるより硬い摩耗面を提供するように設計されています。CISスリーブのページをご覧ください。袖の詳細については。

グランドパッキング–今日の最新のグランドパッキングには、これまでにない種類、ラップ、素材の組み合わせがあります。パッキングの重要なルールは、使用されている化学物質、摩耗、およびグランドの材料のパッキングと一致することを確認すること、およびグランドの水の利用可能性と圧力を考慮することです。これらすべての要因は、パッキンだけでなく、スリーブやその他のコンポーネントが使用状態でどれだけうまく持ちこたえるかに影響します。残念ながら、利用可能なパッキングのすべての条件設計に適合するタイプはありません。

Slurrytechでは、強度を高めるためのケブラー織りのコーナー、摩擦を減らすための編組テフロン壁、潤滑と固形物を吸収するための結合グラファイトコアで構成される独自の一般的なパッキング範囲を設計しました。

スラリー状態のすべてのグランドは、時間の経過とともに固形物汚染に悩まされます。このことを念頭に置いて、スリーブとパッキンの間に汚染物質を結合するのではなく、汚染物質を吸収して吸収する能力があるようにパッキンを設計しました。当社のグレードのパッキンは、合金またはセラミックでコーティングされたシャフトスリーブにも同様に機能し、幅広いpHレベルとポンプ圧力に適しています。