概要
メカニカルシール（mechanical seal）とは、回転軸線に垂直な少なくとも一対の端面が、流体圧力及び補償機構の弾性力（又は磁力）の作用下及び補助シールの嵌合下で貼り合わせを保持し且つ相対的に摺動することにより構成される流体漏れ防止装置を指す。
弾性荷重機構と補助シールは金属ベローズの機械的シールであり、金属ベローズシールと呼ばれている。軽量シールの中には、ゴムベローズを補助シールとして使用するものもあり、ゴムベローズの弾性力は限られており、一般的にはスプリングを補助して荷重弾性力を満たす必要がある。「機械的シール」は、一般に「機械的シール」と略称される。
機械シールは回転機械の軸シール装置である。例えば遠心ポンプ、遠心機、反応釜、圧縮機などの設備。伝動軸が設備内外を貫通しているため、軸と設備の間には円周間隙が存在し、設備中の媒体はこの間隙を通って外部に漏れ、設備内の圧力が大気圧より低いと、空気が設備内に漏れ出すため、漏れを阻止する軸パッケージが必要である。軸シールの種類は多く、機械シールは漏洩量が少なく寿命が長いなどの利点があるため、世界では機械シールはこれらの設備の主要な軸シール方式である。機械的シールは端面シールとも呼ばれ、国の関連規格では、「流体圧力と補償機構の弾性力（または磁力）の作用、および補助シールの嵌合の下でシールを保持して相対的にスライドさせる少なくとも1対の端面からなる流体漏れ防止装置」と定義されている。

構成
主要部品
動環、静環、冷却装置及び圧縮ばね（具体的な設備に応じて）。

ほじょシール
シールリング（O形、X形、U形、くさび形、矩形フレキシブル黒鉛、PTFE被覆ゴムOリングなどがある）。
ばね力補償機構
スプリング、プッシュリング。
スプリングシートおよびキーまたは各種ネジ。

げんり
メカニカルシールは、一対の集装メカニカルシールまたは数対の軸に垂直に相対的に摺動する端面によって、流体圧力と補償機構の弾性力（または磁力）によってシールを保持し、シールを補助して漏れを阻止するために配置された軸シール装置である。
一般的な機械的シール構造は、静止リング（静止リング）、回転リング（動リング）、弾性要素ばね座、固定ネジ、回転リング補助シールリング、静止リング補助シールリングなどの要素からなり、回転防止ピンが固定されて静止リングの回転を防止する。
回転リング及び静止リングは、それらが軸方向補償能力を有するか否かに応じて補償リング又は非補償リングとも呼ばれることが多い。

技術的要件
シールリングは、動環と静環の総称（以下同じ）であり、機械的シールを構成する主要な要素である。シールリングは機械的シールの使用性能と寿命を大きく決定するため、いくつかの要求を提出した。

十分な強度と剛性がある
作業条件下（例えば圧力、温度、摺動速度など）では損傷せず、変形はできるだけ小さく、作業条件下の変動時にも密封性を維持することができる。特に密封端面には十分な強度と一定の耐食性があり、製品の満足な使用寿命を保証しなければならない。

良好な耐熱衝撃能力がある
そのため、材料には高い熱伝導率と小さい線膨張係数が必要であり、熱衝撃を受けたときに割れないようにする。

小さな摩擦係数
シールリングマッチングには小さな摩擦係数が必要です。

良好な自己潤滑性
作業中に短時間の乾燥摩擦が発生した場合、シール端面を損傷しない。そのため、シールリングには良好な自己潤滑性が必要であり、シールリング材料とシール流体には良好な浸潤性が必要である。

構造が簡単である.
シールリング構造は簡単な対称性を追求し、全体型構造を優先的に考慮しなければならず、組合せ式（例えばインサート式）のシールリングを採用することもでき、シール端面でのスプレー式構造をできるだけ避けることができる。

シールリングは加工製造が容易であること
設置と修理は便利で、価格は安い。

注意事項
インストール時
1、取り付け中に生じる取り付けずれに十分注意する
（1）、上締め押えカバーはカップリングを探してから行うべきで、ボルトは均等に支持し、押えカバーの端面が傾くのを防止し、プラグスケールで各点を検査し、その誤差は0.05 mm以下である。
（2）、キャッピングとシャフトまたはブッシュ外径の嵌合隙間（すなわち同心度）を検査し、周囲は均一にし、プラグスケールで各点の許容差が0.01ミリ以下であることを検査する。
2、バネ圧縮量は規定に従って行わなければならず、過大または過小現象があってはならず、誤差2.00 mmが要求される。過大会で端面比圧を増加させ、端面摩耗を加速させる。小さすぎると比圧が不足してシール効果が得られない。
3、リング取り付け後、リングをスプリングに押し付けると自動的に跳ね返ることができる。

設置時位置要求
機械シールの安定した運転、長寿命、低漏洩性能を保証するためには、機械に正しく取り付けることが重要である。インストール時に注意する必要がある事項：
1、部品の確認
機械密封を機械に取り付ける時、取り付ける前によく総組立図と照らし合わせて、部品が完全に準備されているかどうかを確認しなければならない。この時、密封摩擦の副密封カバー、密封リングなどの傷、欠損などの異常現象がないかどうかに注意しなければならない。また、フィラー、密封リング（Oリング）などと接触しているシャフトやブッシュ表面、フランジなどの部品に傷がないかどうかにも注意しなければならない。異常な現象が発見された場合、交換または修理してから使用しなければならない。
実際に取り付けを行う際には、必要以上の部品を現場に持ち込まないでください。このように、取り付けが終わった後に部品が残っていれば、取り付け時に脱着箇所があります。部品が不足していると、不必要な場所にも部品が組み込まれていることを意味し、取り付け時の自己検査の役割を果たします。

2、取り付け位置
取付要領はメカニカルシール型式、機械の種類によって異なる。ここではこれ以上述べない。


インストール時の技術要件
メカニカルシールは高精度のメカニカル部品であり、その正確な取り付けと操作はその寿命に大きな影響を与える。私たちは一般的に石油化学工業部が定めた基準に従っている。
機械的シールを取り付けるポンプと機械的シールの嵌合部分の技術的要求は以下の通りである：
1、軸曲げ度：0.05 mm以下、
2、回転子振動子：動環シールリングのブッシュ付近は0.06 mm以下、
3、軸の軸方向変動量は±0.5ミリを超えてはならず、もしブッシュがあれば、ブッシュに緩みがあってはならない、
4、カップリングの正探し誤差：歯型カップリングに対して0.08〜0.10 mm（P 2008 C）以下、弾性カップリングに対して0.05〜0.06 mm以下、（慣習的なやり方ではエンドジャンプ<0.05、直径ジャンプ<0.10）
5、キャッピング（静環座）とシール嵌合止口の軸中心線に対する同心度許容差0.05 mm、ガスケットと接触する平面の中心線に対する垂直度値許容差0.03〜0.05 mm、要求に達しなければ、シール室は加工を行う。
6、動環シールリングを取り付けるブッシュの端部、および静環シールリングを取り付けるキャップ（またはハウジング）の端部は面取りし、滑らかにしなければならない。
1、機械密封を取り付け、解体する時は注意しなければならず、密封部品を損傷しないように、ハンマーとシャベルを動かすことを厳禁する。スケールが取れない場合は、きれいに洗ってから分解する必要があります。
2、ポンプの両端が機械的に密封されている場合、組み立て、取り外しの過程で互いに配慮し、相手のことを気にしないようにする。
3、運転した機械密封に対して、押え蓋が緩んで密封が移動する場合、動静リング部品は交換しなければならず、再び締めて使用し続けるべきではない。緩むと摩擦副の元の運転軌跡が変動するため、接触面のシール性が破壊されやすい。

メンテナンスの問題
起動前の準備
1、機械密封、及び付属装置とパイプラインの取り付けがそろっているかどうか、技術要求に合っているかどうかを全面的に検査する。
2、機械密封起動前に静圧試験を行い、機械密封に漏れ現象があるかどうかを検査する。漏れが多い場合は、原因を究明して解消しなければならない。まだ有効でない場合は、取り外して点検し、再インストールする必要があります。一般的な静圧試験圧力は2 ~ 3キロ/平方センチである。
3、ポンプを押して旋回し、軽快で均一であるかどうかを検査する。ターニングカーが骨が折れる場合や動かない場合は、組み立て寸法が間違っていないか、取り付けが合理的であるかどうかをチェックしなければならない。

設置と停止
1、起動前に密封キャビティ内に液体が充満していることを維持しなければならない。凝固した媒体を搬送する場合は、蒸気を用いて密閉チャンバを加熱して媒体を溶融させる。起動前に急発進によるソフトリングの破砕を防ぐためには、旋回しなければならない。
2、ポンプ外封油システムを利用する機械密封については、まず封油システムを起動しなければならない。駐車後、オイルシールシステムを停止します。
3、熱油ポンプが停止した後、直ちに油封腔及び端面密封の冷却水を停止することはできず、端面密封所の油温が80度以下に低下するのを待ってこそ、冷却水を停止することができ、密封部品を損傷しないようにすることができる。

うんてん
1、ポンプ起動後に軽微な漏れ現象があれば、しばらく観察しなければならない。4時間連続運転しても漏れ量が減少しない場合は、ポンプを止めて検査する必要があります。
2、ポンプの操作圧力は安定していなければならず、圧力変動は1キロ/平方センチ以下である。
3、ポンプは運転中、密封面の乾燥摩擦及び密封破壊を起こさないように、抽気現象を避けるべきである。
3、密封状況は常に検査しなければならない。運転中、その漏れが基準を超えた場合、重質油は5滴/分以下、軽質油は10滴/分以下、2-3日以内に好転傾向がなければ、ポンプを止めて密封装置を検査しなければならない。

シール故障
故障原因
メカニカルシールの故障は、ほとんどが異常な漏れ、異常な摩耗、異常なトルクなどの現象が現れて初めて知られる。故障の原因は大きく次の4つです。
1、機械密封の設計選択が間違っている、
2、機械密封の品質が悪い、
3、機械密封を使用したり取り付けたりする機械自体の精度は要求に達していない、
4、機械の運転操作が間違っている。
具体的な状況の具体的な分析

シール失効
1、密封失効には主に以下の3つの原因がある：
（1）、シール面開放
機械的密封を修理する際、85%の密封失効は摩耗によるものではなく、摩耗前に漏れていた。
密封カバーが開くと、媒体中の固体微粒子が液圧によって密封面に入り、密封面が閉じた後、これらの固体微粒子はソフトリング（通常はグラファイトリング）の面に埋め込まれ、これは実際には「砥石」になってハードリング表面を損傷する。
可動リングまたはゴムリングがシャフト（ブッシュ）に締結されているため、シャフトが直列に動くと、可動リングがタイムリーに貼り合わせられず、シール面が開き、シール面が遅れて閉じ、固体微粒子がシール面に入り込む。
同時に、シャフト（ブッシュ）と摺動部材の間にも固体微粒子が存在し、ゴムリングやリングの摺動（相対動シール点、よくある故障）に影響を与える。また、媒体はラバーリングとシャフト（ブッシュ）との摩擦部位にも結晶物を発生し、スプリングにも固体物質が溜まり、シール面を開放する。

（2）、過熱
シール面に熱が発生するため、ゴムリングの使用温度は設計規範より低くなければならない。フッ素ゴムとポリテトラフルオロエチレンの使用温度は216℃、ブタン晴ゴムの使用温度は162℃であり、いずれも高い温度に耐えられるが、シール面による熱が高いため、ゴムリングは加硫し続ける危険があり、最終的には弾性を失って漏れる。（冷域では冷脆性を考慮）シール面の間には、炭素結合などの熱による媒体の結晶化も起こり、摺動部材が接着され、シール面が凝縮される。また、一部のポリマーは過熱によってコークス化し、一部の流体は過熱によって潤滑などを失ったり、フラッシュしたりする。
過熱は媒体の状況を変えることができるだけでなく、腐食速度を高めることもあります。金属部品の変形、合金面の亀裂、およびいくつかのめっき層の亀裂を引き起こし、設計は平衡型機械シールを選択し、比圧を下げて過熱を防止しなければならない。

（3）、一時的認可
正確な組み立て公差は、機械的シールを取り付けるために必要であり、シャフト（ブッシュ）には適切な表面粗さと正確な寸法が必要であるが、製造者は公差データを提供することは少なく、これらのデータは取り付けにとって重要である。（経験と常識に頼る）
機械的シールの寸法精度及び幾何公差は図面の要求に合致しなければならず、許容差を超えるとシールが早期に失効することになる。

2、密封失効原因の分析
シール面自体もシールの故障の兆候を提供し、振動の場合、伝動部品に摩耗の痕跡があり、痕跡が明らかでなければ、一般的に組み立てが不適切である。
品質の悪い黒鉛環（動環）にとって、その内部の気孔は比較的に多く、これは製造過程において、黒鉛内部に集まった気体が膨張して炭素微粒子を吹き出すため、このような低品質の黒鉛環は密封使用中に、その炭素微粒子は脱落しやすく、密封面は密封使用停止時に接着される。
シール面内の円筒面の傷は、シール面に外部の異物が入り込んだり、取り付けが不適切になったりする可能性が高い。シール面の環状溝の多くは、固体微粒子がシール面に堆積したことによるものである。
グラファイトリング（動環）の亀裂は伝動部材の振動、ゴムリングの上昇、グラファイトリング自体の内応力によるものであり、コークス化は高温によるものであり、製油所の高温熱油媒体によく見られる。
発煙硫酸、硝酸、フッ化水素酸、次亜塩素酸ナトリウム、王水、過水酸化物など黒鉛に浸食作用のあるいくつかの強酸化剤は、その腐食作用は温度の増加に伴って激化した。
通常、ハードリング（静環）表面の過熱は、冷却されていない縦型ポンプのようなシールリングの深刻な摩耗を引き起こす。高温、高圧下、ばねの圧縮が大きい、軸直動も大きすぎる場合は、シール面の過渡摩耗を引き起こし、
ハードリングの表面をチェックするときには、次の4つの兆候があります。
a、セラミックリングの破裂、b、熱割れc、刻み目d、めっき層の脱落。
セラミックリングの組み立てがきつすぎることは破裂の主な原因であり、組み立てが不適切な者も比較的によく見られる原因である。
めっき材料と基体材料の両者の線膨張速度が異なるため、温度が上昇すると、リング表面に亀裂が発生し、ステリット合金は特に深刻である。より高級なコーティング材料では、コバルト炭化タングステンはニッケルベースのコーティングに及ばない。一方、シール面を冷却することで、熱割れを効果的に防止でき、シール面に残った固体微粒子はしばしば表面を損傷し、研削時に砥石上の砥石はハードリング表面を損傷し、シール面が開いたりシール面の間に結晶物が生成したりするが、黒鉛リングを再研磨すると、研磨材は黒鉛リング表面に埋め込まれる。ゴムリングの故障は使用方式と関係があり、通常高圧はプレス成形された○リングを故障させる一因であり、○型が矩形になったりリングが硬くなったりするのを発見した場合、圧縮量を調整する必要があり、そうしないと発熱する。合成ゴムの使用温度を知る必要があります。合成ゴムリングの膨潤の大半は化学的浸食によるもので、フッ素ゴムは比較的高い温度に耐えるが、エチレン、プロピレン○型リングは石油潤滑油に使用すると膨張し、オゾンは丁晴ゴムに浸食作用があるため、丁晴ゴム製品は電動機に入れないでください。そのため、高温及び化学的腐食は通常ゴム製品の硬化、ひび割れの主な原因となります。取り付け時にゴム製部品が切り傷され、表面に傷があり、シール失効の一般的な原因でもある。シャフト上の古い固定ねじ、キー溝、スプラインシャフト、鋭いシャフト肩などの兆候はすべてゴム製部品を損傷する。
ここで、シール面の摩耗痕に対して以下の点を補充し、摩耗痕を検査する必要があり、故障の分析を助けることができる。
（1）、摩耗が広くなる：ポンプに深刻なミスが発生したことを示す。その理由は、
a、軸受が破損している、
B、轴振动或轴变形；
c、軸が曲がる
d、ポンプキャビテーションによる振動、
e、カップリングが合わない、
f、パイプがひどく変形している、
G、密封静环倾斜。
（2）、研磨痕が狭くなる：研磨痕は2つの密封面の幅よりも狭く、これは密封超圧、圧力または温度が密封面を変形させることを意味する。
（3）、研磨痕がない：
シール面が接着していないことを説明します。スプリングなどの補償機構がスリップしたり障害を受けたりしていないかどうかをチェックします。
（4）、シール面に研磨痕はないが、ハイライトがある。
シール面の反りには研磨痕がなくハイライトがあります。圧力が高すぎて、キャッピングボルトがねじれていないか挟まれていないか、ポンプ表面が粗いかによってスポットライトを形成することができます。2つのねじ止めのキャッピングを採用した場合、その剛性が不足し、変形も輝点を形成する一因である。
このような症状の出現は、車を運転すると漏れが発生する可能性があることを示している。
（5）、シール面に切り縁がある：
これはシール面が開きすぎて、閉じたときに破断するためです。フラッシュ蒸発（気化）は比較的に一般的なシール面分離の原因であり、特に温水系または流体中に凝固液がある場合、水は液体から蒸気に膨張し、シール面を分離することができる。（冷媒の気化も同様）
密封された金属部品、例えばばね、固定ねじ、伝動部品及び金属カバーはいずれも密封失効の根源になる可能性がある。交互応力作用を受けるスプリングが腐食されるのはその第一の問題であり、金属は応力作用の下で急速に腐食するため、刺繍鋼のスプリングは塩化物の応力腐食を受けやすく、しかも世界には多くの塩化物が存在するため、ステンレススプリングを使用せず、耐食性の高いハースト合金鋼のスプリングを使用することを推奨する海外部門がある。また、組み立てが適切でないことによるスプリング疲労が故障のもう一つの原因である。
機械密封に使用される固定ネジは、硬化後の材料ではなく、熱処理により金属の耐食性が低下するため、熱処理されていない比較的柔らかい固定ネジは軸に締め付けることができる。
振動、傾斜、不同心は伝動部材を摩耗させ、例えば密封カバーの起動時に粘着する現象がある場合、伝動部材は曲がったり破損したりし、摩擦作用による熱はしばしば腐食を激化させる。
金属スリーブの外周面の研磨痕は、シール側からスリーブ内に入った固体微粒子によるものである可能性があり、シールの追従能力を妨げる。傾斜、不同心の原因によるものかもしれない。
金属は温度上昇中に色を変える必要があり、ステンレス鋼は使用時に次の温度時の色に注意しなければならない。
淡黄色――温度は700～800℉（約370～432℃）
ブラウン――温度は900～1000℉（約486～540℃）
蘭色――――温度は1100°F（約590℃）
黒————温度1200℉（約648℃）
シール失効が上記のいずれかに該当しない場合、点検修理は難しいが、次のような場合の漏洩は参考になる：
（1）、泵轴套泄漏
多くのブッシュはシールボックスから出ていないので、漏れの発生源を判断するのは難しい。ブッシュの漏れは通常安定であるが、シール面の漏れはしばしば増加または減少する。シール面が漏れた後、表面を平らにしないが、原状に擦り合わせることもある。（点検を急ぐことはありません。しばらく様子を見てからにしてください）
（2）密封周囲が湿っており、漏れが見えない場合。これは、起動時にポンプ運転によって発生した遠心力によって漏れた液体が密封表紙内に戻り、バリアの役割を果たす。一方、ポンプ上のフランジや継手から漏れた液体は充填剤タンク内に滴下される。
（3）、熱膨張は金属部品内に嵌着された黒鉛リングを緩く脱着させることができ、低温でOリングに弾性を失わせ、漏れを引き起こす可能性もある。
（4）、洗浄圧力の変動は密封失効を引き起こすことができ、洗浄圧力は密封チャンバの圧力より少し高くなければならない。ポンプの前に設置された電磁弁と遅延スイッチを使用すると、洗浄中の残留物がポンプの起動前または駐車後にきれいに洗い流されることを保証することができ、例えば急冷の方法を用いて温度を制御する場合、必ず密封チャンバの圧力を維持しなければならない。
（5）、冷却ジャケットの上にスケールを沈殿させる場合、密封キャビティの底に黒鉛ブッシュを取り付け、その熱バリア作用を利用してこれらの問題を解決することができる。
（6）、熱交換器の漏れは、往々にして冷却面のスケールが熱の伝達を阻害し、冷却器内の流体流速が速まったり、熱交換器の方向が逆になったりする。