JPH0280865A - メカニカルシールの摩耗状態検出方法 - Google Patents
メカニカルシールの摩耗状態検出方法Info
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- JPH0280865A JPH0280865A JP23249788A JP23249788A JPH0280865A JP H0280865 A JPH0280865 A JP H0280865A JP 23249788 A JP23249788 A JP 23249788A JP 23249788 A JP23249788 A JP 23249788A JP H0280865 A JPH0280865 A JP H0280865A
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Landscapes
- Mechanical Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、メカニカルシールの各構成部品の経時的な摩
耗や異常摩耗を検出する方法に関する。
耗や異常摩耗を検出する方法に関する。
メカニカルシールは、シャフトに気密的に支持された回
転側摺動環と、ハウジングに気密的に支持された固定側
摺動環を軸方向に対接させることによって軸封機能を営
むものであるが、高負荷条件での運転や、潤滑不足、あ
るいは異物の侵入による面荒れ等によって、両摺動環の
密封摺動面が異常に摩耗すると、大量の漏洩が発生する
ことがある。さらに、前記回転側摺動環とシャフトの間
、あるいは固定側摺動環とハウジングの間を気密保持し
ているパ・ンキン等の摩耗も、シール性能に重大な影響
を及ぼす。
転側摺動環と、ハウジングに気密的に支持された固定側
摺動環を軸方向に対接させることによって軸封機能を営
むものであるが、高負荷条件での運転や、潤滑不足、あ
るいは異物の侵入による面荒れ等によって、両摺動環の
密封摺動面が異常に摩耗すると、大量の漏洩が発生する
ことがある。さらに、前記回転側摺動環とシャフトの間
、あるいは固定側摺動環とハウジングの間を気密保持し
ているパ・ンキン等の摩耗も、シール性能に重大な影響
を及ぼす。
ところが、従来は上記したような摩耗進行による漏洩事
故を予知する方法がなく、したがって漏洩事故を起こさ
ないためには、定期的に機器を分解してメカニカルシー
ルを点検する必要があった。
故を予知する方法がなく、したがって漏洩事故を起こさ
ないためには、定期的に機器を分解してメカニカルシー
ルを点検する必要があった。
しかし、上記保守・点検にも拘らず、実際には大量の漏
洩が発生してしまってからメカニカルシールの異常を知
るといったケースがきわめて多いのが現状となっている
。
洩が発生してしまってからメカニカルシールの異常を知
るといったケースがきわめて多いのが現状となっている
。
そこで本発明は、このような問題に鑑み、大量の漏洩が
起こる前にメカニカルシールの異常を予知し、適切に対
処できるようにすることを課題としてなされたものであ
る。
起こる前にメカニカルシールの異常を予知し、適切に対
処できるようにすることを課題としてなされたものであ
る。
本発明に係るメカニカルシールの摩耗状態検出方法は、
メカニカルシールが装着されたスタフイングボックス内
を通って排出される循環液を、所定時期に一定量サンプ
リングし、次いで、サンプリングされた液中に含まれる
微粒子を選別捕捉し、この選別捕捉された微粒子の大き
さや量、あるいは形態等を分析することを特徴としてい
る。
メカニカルシールが装着されたスタフイングボックス内
を通って排出される循環液を、所定時期に一定量サンプ
リングし、次いで、サンプリングされた液中に含まれる
微粒子を選別捕捉し、この選別捕捉された微粒子の大き
さや量、あるいは形態等を分析することを特徴としてい
る。
メカニカルシールの摺動面の潤滑および冷却を行ないス
タフイングボックスから排出される循環液には、微量の
微粒子が混在しており、この微粒子にはメカニカルシー
ルから発生する摩耗粉が含まれている。本発明は、この
循環液中の微粒子を分析することにより、メカニカルシ
ールの異常発生の有無を検出しようとするものである。
タフイングボックスから排出される循環液には、微量の
微粒子が混在しており、この微粒子にはメカニカルシー
ルから発生する摩耗粉が含まれている。本発明は、この
循環液中の微粒子を分析することにより、メカニカルシ
ールの異常発生の有無を検出しようとするものである。
循環液中に含まれる微粒子は、メカニカルシールから発
生する摩耗粉、たとえば金属、あるいはカーボン、セラ
ミック、ＰＴＦＥ等からなる摺動環や、該摺動環と圧接
している高分子体（ゴム等）からなるパツキン類の摩耗
粉と、循環液の循環経路をなすパイプラインや機器から
生じる摩耗粉や錆と、外部から侵入した異物等に大別さ
れる。また、メカニカルシールから発生する摩耗粉は、
正常な運転による摩耗に比べると、異物の侵入による切
削を伴った摩耗や、潤滑不足あるいは高負荷等による摩
耗の場合の方が、粒子径が大きく、摩耗の種類によって
形状も異なる。
生する摩耗粉、たとえば金属、あるいはカーボン、セラ
ミック、ＰＴＦＥ等からなる摺動環や、該摺動環と圧接
している高分子体（ゴム等）からなるパツキン類の摩耗
粉と、循環液の循環経路をなすパイプラインや機器から
生じる摩耗粉や錆と、外部から侵入した異物等に大別さ
れる。また、メカニカルシールから発生する摩耗粉は、
正常な運転による摩耗に比べると、異物の侵入による切
削を伴った摩耗や、潤滑不足あるいは高負荷等による摩
耗の場合の方が、粒子径が大きく、摩耗の種類によって
形状も異なる。
したがって、スタフイングボックスから排出される循環
液をサンプリングして、このサンプリングした液中に含
まれる微粒子の大きさや量、形態等の分析を行なうこと
により、メカニカルシールにおける摩耗箇所、摩耗の種
類や進行度合、摩耗の発生要因等を推定することができ
る。
液をサンプリングして、このサンプリングした液中に含
まれる微粒子の大きさや量、形態等の分析を行なうこと
により、メカニカルシールにおける摩耗箇所、摩耗の種
類や進行度合、摩耗の発生要因等を推定することができ
る。
以下、メカニカルシールが装着されたスタフイングボッ
クスからの循環液中の微粒子の分析に、フェログラフを
利用した本発明の一実施例を、図面に基いて説明する。
クスからの循環液中の微粒子の分析に、フェログラフを
利用した本発明の一実施例を、図面に基いて説明する。
第１図において、（１）は撹拌機のシールユニット全体
を示すもので、ハウジング（２）の内周に、下端（３ａ
）が図示しない反応缶内の撹拌羽根と連結され上端（３
ｂ）が図示しないモータ側のギアに連結されたシャフト
（３）が挿通されている。ハウジング（２）内周面とシ
ャフト（３）外周面の間に形成されたスタフイングボッ
クス（４）内には、２つのメカニカルシール（５ａ）（
５ｂ）が４−下に並んで設けられている。メカニカルシ
ール（５ａ）（５ｂ）はそれぞれ、ハウジング×２）に
固定された固定側摺動環（８）と、シャツ１−（３）と
ともに回転しばね（８）で固定側摺動環（６）に密接さ
れた回転側摺動環（７）とこれら固定側摺動環（６）と
ハウジング（２）の間および回転側摺動環（７）とシャ
フト（３）の間に介在させたパツキンとを備えており、
両摺動環（１３）（７）がカニいに密接摺動して軸封機
能を営んでいる。
を示すもので、ハウジング（２）の内周に、下端（３ａ
）が図示しない反応缶内の撹拌羽根と連結され上端（３
ｂ）が図示しないモータ側のギアに連結されたシャフト
（３）が挿通されている。ハウジング（２）内周面とシ
ャフト（３）外周面の間に形成されたスタフイングボッ
クス（４）内には、２つのメカニカルシール（５ａ）（
５ｂ）が４−下に並んで設けられている。メカニカルシ
ール（５ａ）（５ｂ）はそれぞれ、ハウジング×２）に
固定された固定側摺動環（８）と、シャツ１−（３）と
ともに回転しばね（８）で固定側摺動環（６）に密接さ
れた回転側摺動環（７）とこれら固定側摺動環（６）と
ハウジング（２）の間および回転側摺動環（７）とシャ
フト（３）の間に介在させたパツキンとを備えており、
両摺動環（１３）（７）がカニいに密接摺動して軸封機
能を営んでいる。
ハウジング（２）には、内端がスタフイングボックス（
４）における下側のメカニカルシール（５ａ）の摺動部
（９ａ）近傍に開口する循環液注入口（１ｏ）と、内端
がスタフイングボックス（４）における」下側のメカニ
カルシール（５ｂ）の摺動部（８ｂ）近傍に開口する循
環液排出口（１１）が開設されている。
４）における下側のメカニカルシール（５ａ）の摺動部
（９ａ）近傍に開口する循環液注入口（１ｏ）と、内端
がスタフイングボックス（４）における」下側のメカニ
カルシール（５ｂ）の摺動部（８ｂ）近傍に開口する循
環液排出口（１１）が開設されている。
−・方、（１２）は撹拌機外部に設置され、吐出口（１
７）が配管（２０）を介して前記循環液注入口（１０）
と接続されるとともに、戻り口（１８）が配管（２１）
を介して前記循環液排出口（１１）と接続された循環液
加圧供給装置で、タンク（１３）内に貯溜した循環液を
、モータ（１５）で駆動するポンプ（１６）によって、
フィルタ（１４）から吐出口（１７）、配管（２０）、
循環液注入口（１０）等を経てスタフイングボックス（
４）へ送給し、スタフイングボックス（４）から循環液
排出口（１１）、配ｖ（２１）を経て排出される循環液
を、戻り口（１８）から冷却装置（１８）等を経て再び
タンク（１３）内へ回収するものである。
７）が配管（２０）を介して前記循環液注入口（１０）
と接続されるとともに、戻り口（１８）が配管（２１）
を介して前記循環液排出口（１１）と接続された循環液
加圧供給装置で、タンク（１３）内に貯溜した循環液を
、モータ（１５）で駆動するポンプ（１６）によって、
フィルタ（１４）から吐出口（１７）、配管（２０）、
循環液注入口（１０）等を経てスタフイングボックス（
４）へ送給し、スタフイングボックス（４）から循環液
排出口（１１）、配ｖ（２１）を経て排出される循環液
を、戻り口（１８）から冷却装置（１８）等を経て再び
タンク（１３）内へ回収するものである。
（２２）は、配管（２１）の中途から分岐して延びる循
環液採取用配管（２３）と、この循環液採取用配管（２
３）の中途に設けられて開閉動作がタイマ（２５）によ
って制御された電磁弁（２４）と、循環液採取用配管（
２３）の液出口に設置される採取用カップ（２６）とか
らなるサンプリング装置である。
環液採取用配管（２３）と、この循環液採取用配管（２
３）の中途に設けられて開閉動作がタイマ（２５）によ
って制御された電磁弁（２４）と、循環液採取用配管（
２３）の液出口に設置される採取用カップ（２６）とか
らなるサンプリング装置である。
既に述べたように、スタフイングボックス（４）内を通
過し、メカニカルシール（５ａ）（５ｂ）を潤滑および
冷却して循環液排出口（１１）から排出される循環液に
は、メカニカルシール（５ａ）（５ｂ）を構成する各部
品から発生する摩耗粉のほか、配管（２０）（２１）や
その中途に設けた各種バルブから発生する錆や摩耗粉、
さらに外部から侵入した異物等、種々の微粒子が含まれ
ている。前記サンプリング装置（２２）は、循環液排出
口（１１）から配管（２１）を通って循環液加圧供給装
置（１２）へ環流される上記微粒子を含んだ循環液の一
部を、タイマ（２５）で駆動する電磁弁（２４）の開閉
によって、定期的に一定量サンプリングするものである
。
過し、メカニカルシール（５ａ）（５ｂ）を潤滑および
冷却して循環液排出口（１１）から排出される循環液に
は、メカニカルシール（５ａ）（５ｂ）を構成する各部
品から発生する摩耗粉のほか、配管（２０）（２１）や
その中途に設けた各種バルブから発生する錆や摩耗粉、
さらに外部から侵入した異物等、種々の微粒子が含まれ
ている。前記サンプリング装置（２２）は、循環液排出
口（１１）から配管（２１）を通って循環液加圧供給装
置（１２）へ環流される上記微粒子を含んだ循環液の一
部を、タイマ（２５）で駆動する電磁弁（２４）の開閉
によって、定期的に一定量サンプリングするものである
。
採取用カップ（２６）に採取されたサンプル液（循環液
）中の微粒子は、第２図に概略的に示す微粒子分離装置
（２７）を用いて分析する。すなわちこの分離装置（２
７）は、僅かに傾斜させた薄いガラス板（２８）と、こ
のガラス板（２８）を傾斜方向と直角な方向に横切る磁
束（Ａ）を発生する磁石（３０）（３０）とを有してお
り、前記サンプル液を細いパイプ（３１）から流出させ
て、ガラス板（２８）上面に形成した堰（２９）に沿っ
て高所側（２８ａ）から低所側（２８ｂ）へ向けて流し
、サンプル液中に含まれる微粒子（Ｂ）を、磁界によっ
て選別捕捉するものである。
）中の微粒子は、第２図に概略的に示す微粒子分離装置
（２７）を用いて分析する。すなわちこの分離装置（２
７）は、僅かに傾斜させた薄いガラス板（２８）と、こ
のガラス板（２８）を傾斜方向と直角な方向に横切る磁
束（Ａ）を発生する磁石（３０）（３０）とを有してお
り、前記サンプル液を細いパイプ（３１）から流出させ
て、ガラス板（２８）上面に形成した堰（２９）に沿っ
て高所側（２８ａ）から低所側（２８ｂ）へ向けて流し
、サンプル液中に含まれる微粒子（Ｂ）を、磁界によっ
て選別捕捉するものである。
これをさらに詳しく説明すると、サンプリング液中の微
粒子（Ｂ）のうち、鉄系などの磁性体からなる粒子は、
磁石（３０）（３０）間の磁界に捕えられてガラス板（
２８）Ｊ−に磁束（Ａ）の方向に配向した縞模様状に残
留し、かつ磁界によって捕えられ易い大きな粒子から順
に固着する（これをフェログラフという）。また、磁性
をもたない粒子は、磁性をもつ粒子に引掛かる形で捕捉
されるが、イオン定着液によって磁性をもたない粒子の
表面にイオンを定着させれば、磁界による捕捉が可能で
ある。
粒子（Ｂ）のうち、鉄系などの磁性体からなる粒子は、
磁石（３０）（３０）間の磁界に捕えられてガラス板（
２８）Ｊ−に磁束（Ａ）の方向に配向した縞模様状に残
留し、かつ磁界によって捕えられ易い大きな粒子から順
に固着する（これをフェログラフという）。また、磁性
をもたない粒子は、磁性をもつ粒子に引掛かる形で捕捉
されるが、イオン定着液によって磁性をもたない粒子の
表面にイオンを定着させれば、磁界による捕捉が可能で
ある。
次いでこの微粒子（Ｂ）が固着したガラス板（２８）に
その上下両面から異なる色の光を同時に当てる等して、
顕微鏡で微粒子（Ｂ）の大きさや量、形、色、表面状態
等を観察する。
その上下両面から異なる色の光を同時に当てる等して、
顕微鏡で微粒子（Ｂ）の大きさや量、形、色、表面状態
等を観察する。
そして前記観察の結果、たとえばメカニカルシール（５
ａ）の固定側摺動環（８）がカーボンよりなるものであ
る場合、Ｌ記微粒子分離装置（２７）によってガラス板
（２８）上に捕捉された微粒子（Ｂ）中にカーボン粒子
が多数台まれていれば、前記メカニカルシール（５ａ）
の固定側摺動環（６）の摩耗が激しいと判断することが
できる。同様に、微粒子（Ｂ）中にゴム等の粒子が含ま
れていれば、これはパツキンが摩耗したものであると言
える。またたとえば、微粒子（Ｂ）中に、外部から侵入
したと思われる砂粒やガラス質の異物等が多数認められ
る場合は、現時点での摩耗量が少なくても、これら異物
による切削摩耗（摺動面の面荒れ）が早期に進行するこ
とが推定される。さらに、実験の結果、微粒子（摩耗粉
）の形態と摩耗粉の発生要因との間には密接な関係があ
ることが判明しており、そのいくつかの例を示すと次の
とおりである。
ａ）の固定側摺動環（８）がカーボンよりなるものであ
る場合、Ｌ記微粒子分離装置（２７）によってガラス板
（２８）上に捕捉された微粒子（Ｂ）中にカーボン粒子
が多数台まれていれば、前記メカニカルシール（５ａ）
の固定側摺動環（６）の摩耗が激しいと判断することが
できる。同様に、微粒子（Ｂ）中にゴム等の粒子が含ま
れていれば、これはパツキンが摩耗したものであると言
える。またたとえば、微粒子（Ｂ）中に、外部から侵入
したと思われる砂粒やガラス質の異物等が多数認められ
る場合は、現時点での摩耗量が少なくても、これら異物
による切削摩耗（摺動面の面荒れ）が早期に進行するこ
とが推定される。さらに、実験の結果、微粒子（摩耗粉
）の形態と摩耗粉の発生要因との間には密接な関係があ
ることが判明しており、そのいくつかの例を示すと次の
とおりである。
（ａ）丸くて表面が平滑なきわめて小さい粒子→正常運
転によって生じた摩耗粉 （ｂ）切屑状であって表面が平滑な小さい粒子→初期の
なじみ運転によって生じた摩耗粉（ｃ）不定形で表面に
条痕等を有し、凝着した大きな粒子 →高荷重または高速、高温の条件で生じた摩耗粉 （ｄ）切屑状の大きな粒子 →相手材表面の凹凸や、外部からの異物の侵入によって
生じた切削摩耗粉 （ｅ）黒色に酸化した丸い粒子 →高温または潤滑不足によって生じた摩耗粉 （ｆ）赤色に酸化した丸い粒子 →水や空気との接触によって鉄系材料からなる部分に生
じた赤錆 」−記のように、スタフイングボックス（４）を通って
排出された循環液中に含まれる微粒子（Ｂ）の大きさ、
量、形態を分析することによって、メカニカルシール（
５ａ）（５ｂ）における摩耗の発生箇所や発生要因、進
行状態等を把握することができ、部品や循環液の交換等
の適切な処置を施すことができる。
転によって生じた摩耗粉 （ｂ）切屑状であって表面が平滑な小さい粒子→初期の
なじみ運転によって生じた摩耗粉（ｃ）不定形で表面に
条痕等を有し、凝着した大きな粒子 →高荷重または高速、高温の条件で生じた摩耗粉 （ｄ）切屑状の大きな粒子 →相手材表面の凹凸や、外部からの異物の侵入によって
生じた切削摩耗粉 （ｅ）黒色に酸化した丸い粒子 →高温または潤滑不足によって生じた摩耗粉 （ｆ）赤色に酸化した丸い粒子 →水や空気との接触によって鉄系材料からなる部分に生
じた赤錆 」−記のように、スタフイングボックス（４）を通って
排出された循環液中に含まれる微粒子（Ｂ）の大きさ、
量、形態を分析することによって、メカニカルシール（
５ａ）（５ｂ）における摩耗の発生箇所や発生要因、進
行状態等を把握することができ、部品や循環液の交換等
の適切な処置を施すことができる。
以上の説明で明らかなように、本発明は、スタフイング
ボックスを通過する循環液中にメカニカルシールから生
じる摩耗粉が混入していることに着目し、この摩耗粉を
定量的、定性的に分析することによって、メカニカルシ
ールの摩耗状態を的確に検出することができるもので、
機器を分解してメカニカルシールの点検を行なうといっ
た作業が不要となり、漏洩事故の発生を未然に防止する
だめの措置を適切に講することができる。
ボックスを通過する循環液中にメカニカルシールから生
じる摩耗粉が混入していることに着目し、この摩耗粉を
定量的、定性的に分析することによって、メカニカルシ
ールの摩耗状態を的確に検出することができるもので、
機器を分解してメカニカルシールの点検を行なうといっ
た作業が不要となり、漏洩事故の発生を未然に防止する
だめの措置を適切に講することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図は微粒
子の分析装置を示す概略的な刺視図である。 （４）スタフイングボックス （５ａ） （５ｂ）メカニカルシール （６）固定側
摺動環（７）回転側摺動環 （１１）循環液排出口（
１２）循環液加圧供給装置 （２２）サンプリング装置 （２３）循環液採取用配
管（２４）電磁弁 （２５）タイマ （２６）採取
用カップ（２７）微粒子分離装置 （Ｂ）微粒子特許
出願人 イーグル工業株式会社 ２７一イ政障子分蝕置 Ｂ−職前子
子の分析装置を示す概略的な刺視図である。 （４）スタフイングボックス （５ａ） （５ｂ）メカニカルシール （６）固定側
摺動環（７）回転側摺動環 （１１）循環液排出口（
１２）循環液加圧供給装置 （２２）サンプリング装置 （２３）循環液採取用配
管（２４）電磁弁 （２５）タイマ （２６）採取
用カップ（２７）微粒子分離装置 （Ｂ）微粒子特許
出願人 イーグル工業株式会社 ２７一イ政障子分蝕置 Ｂ−職前子
Claims (1)
- １、メカニカルシールが装着されたスタフイングボック
ス内を通って排出される循環液を、所定時期に一定量サ
ンプリングし、次いで、サンプリングされた液中に含ま
れる微粒子を選別捕捉し、この選別捕捉された微粒子の
大きさや量、あるいは形態等を分析することを特徴とす
るメカニカルシールの摩耗状態検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23249788A JPH0280865A (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | メカニカルシールの摩耗状態検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23249788A JPH0280865A (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | メカニカルシールの摩耗状態検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0280865A true JPH0280865A (ja) | 1990-03-20 |
| JPH0420104B2 JPH0420104B2 (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=16940252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23249788A Granted JPH0280865A (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | メカニカルシールの摩耗状態検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0280865A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018119790A (ja) * | 2017-01-23 | 2018-08-02 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | メカニカルシールの状態監視システム、およびメカニカルシールの状態監視方法 |
-
1988
- 1988-09-19 JP JP23249788A patent/JPH0280865A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018119790A (ja) * | 2017-01-23 | 2018-08-02 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | メカニカルシールの状態監視システム、およびメカニカルシールの状態監視方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0420104B2 (ja) | 1992-03-31 |
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