メカニカルシールセラミックスは、間違いなく様々な産業で優れた用途があり、その役割はシールシステムの効率と耐用年数を向上させることです。しかし、どのような材料がメカニカルシールに使用され、どのような利点があるかご存知でしょうか?次に、セラミックシールの特性と用途を深く分析し、適切な材料をより適切に選択できるようにしたいと思います(エンジニア、サプライヤー、エンドユーザーを問わず).私はこの知識があなたのお役に立つと信じています。
メカニカル・シール・セラミックスとは?
シーリングシステムにおいて、回転部品と固定部品の間の漏れを防ぐためによく使用されるのは、航空宇宙エンジンのシーリング部品、医療機器のポンプ部品、遠心分離機のシーリングシステムなどです。これらの先端セラミック材料は、その優れた特性を活かして、過酷な環境下でも安定性と耐久性を発揮します。
メカニカルシール セラミックス材料
酸化アルミニウム(Al2O3):硬度、耐食性、熱安定性で知られる酸化アルミニウムセラミックスは、汎用用途に広く使用されています。
炭化ケイ素(SiC):高熱伝導性、低熱膨張性、耐摩耗性、耐腐食性に優れているため、よく選ばれている。
酸化ジルコニウム(ZrO2):破壊靭性、高強度、耐熱衝撃性でよく使用される。
実際には、メカニカルシールセラミックスには多くの種類があり、具体的な選択は依然として価格と実際の用途によって異なります。上記の3つの材料は、比較的一般的なシールセラミック材料です。
メカニカルシールセラミックスの主要特性
1.硬度と耐摩耗性
メカニカルシールセラミックスは卓越した硬度を示し、それは高い耐摩耗性につながります。そのため、研磨環境に最適で、長寿命を保証します。
2.耐食性
セラミック材料は本質的に耐薬品性に優れているため、酸、アルカリ、溶剤などの腐食性の強い化学薬品が使用される用途に適しています。
3.熱安定性
セラミックは、しばしば1,000℃を超える高温でも構造的完全性を維持します。この特性は、熱サイクルや極端な熱が存在する用途では極めて重要です。
4.低熱膨張
熱膨張率が低いため、熱割れのリスクが最小限に抑えられ、運転中の寸法安定性が確保される。
5.軽量
金属に比べてセラミックは軽いため、シーリング・システム全体の重量が軽くなり、エネルギー効率が向上する。
アプリケーション
ポンプとコンプレッサー
適用部品:ベアリング、シールリング、スライディングリング
産業石油化学、製薬、食品加工、水処理
航空宇宙
適用部品:ベアリング、シールリング、スライディングリング
産業石油化学、製薬、食品加工、水処理
自動車産業
適用部品:ウォーターポンプ、オイルポンプ、エアコンコンプレッサー
特徴部品の寿命を向上させ、メンテナンスの必要性を減らす
化学工業
応用分野攪拌機、反応容器、遠心分離機のシールシステム
機能酸やアルカリの腐食に強く、過酷な化学環境に適している。
電気とエネルギー
用途原子力発電所および火力発電所のシール部品
特徴高強度、高抗酸化力、長期運用のニーズに応える
医療機器
応用分野血液ポンプ、その他精密機器用シール
利点:生体適合性と高い清浄性
メカニカルシールセラミックスを使用する利点
- デバイスの性能を向上させ、いくつかのリーク現象の発生を抑えることができる。
- セラミックスは耐久性に優れているため、交換頻度を最小限に抑えることができる。
- 廃棄物や周辺環境への汚染を低減できる
- 複雑な形状のシールなど、特定の産業向けにカスタマイズすることも可能です。
共通の課題と解決策
熱亀裂問題
解決策熱膨張率の低い材料を使用し、急激な熱衝撃を避けるために適切なシステム設計を行う。
化学劣化の問題
解決策炭化ケイ素や酸化アルミニウムなど、耐薬品性が証明されているセラミックを選択する。