カーボングラファイトシールリングの取り付けと取り外し完全ガイド

カーボングラファイトは圧縮強度が150～300 MPaである一方、引張強度は30～50 MPaと低く、「圧縮には強いが引張には弱い」という特性があります。このため、金属部品とは全く異なる設置ルールが必要で、ハンマー打ち禁止、偏心荷重禁止、干渉量が0.2 mmを超えると環状割れのリスクが生じます。当社のアフターサービス記録では、初期故障の35%以上が不適切な設置または取り外しに起因しています。本記事では、組み立て、試運転、取り外しにおける技術的要点とよくあるミスを挙げ、メンテナンスチームが直接遵守できるようにしています。

1. 設置前準備

1.1 部品の清掃と検査

設置前に、カーボングラファイト製シールリング、メイティングリング、および補助シール（Oリング、Vリング）を徹底的に清掃してください。推奨される洗浄液はアセトン、無水エタノール、または専用洗浄剤です。塩素系溶剤は残留物がシール性能に影響を与えるため禁止されています。清掃後は、繊維が残らないリントフリークロスやシェーミングクロスで拭き取り、綿くずは絶対に使用しないでください。検査項目は以下の通りです：

• グラファイトリングのシール面：傷、欠け、気孔がないこと。平坦度は0.0009 mm以下。
• 外径および内径：損傷なし、図面公差内の寸法であること。
• 補助シール：劣化、変形、バリがないこと。
• スプリングまたはベルローズ：腐食や変形がなく、弾性が均一であること。

1.2 寸法および嵌合確認

組み立て前に、カーボングラファイト製シールリング、軸、およびハウジング間の嵌合寸法を確認してください。内径の嵌合は通常H8/h7またはH9/f7のクリアランス嵌合を用い、外径の嵌合はシール室との間でH8/k7またはH8/js7のトランジション嵌合を使用します。組み立て時の干渉量は0.05～0.15 mmに制御し、過度の干渉は環状応力を急激に増加させ、脆性割れのリスクを高めます。

2. 取り付けの重要ポイント

2.1 方向の確認

カーボングラファイト製シールリングは通常、シール面と非シール面が非対称の形状をしています。取り付け前に、シール面が媒体側を向いていることを必ず確認してください。逆向きの取り付けは即座にシール不良を引き起こします。プッシャーリングやスプリングシートを含む組立の場合は、図面の順序に従い、ずれを防いでください。

2.2 組立力およびトルク管理

• 力は均一に加え、一方からの偏った荷重やハンマー打撃は禁止です。油圧プレスまたはボルトテンショナーの使用を推奨し、押し込み速度は0.5～2 mm/sとしてください。
• ボルト締めは対角線交差パターンで3～4段階に分けて指定トルクまで締め付け、トルクのばらつきは±5%以内に抑えてください。
• M10ボルト：25～35 N·m、M12ボルト：40～55 N·m、M16ボルト：80～110 N·m（材質や運転条件に応じて調整）

2.3 位置合わせおよび同心度調整

組立後は軸のラジアル振れを確認し、通常は0.05 mm以内に抑えます。シール室と軸の垂直度は0.03 mm以下が望ましく、ずれがあるとグラファイトリングの摩耗が不均一になり、摩耗速度が2～5倍に増加します。振れが公差を超える場合は、軸受け、軸の直線性、シール室の加工精度を点検してください。

2.4 潤滑剤の塗布

グラファイトリングの内径・外径および補助シールに薄く潤滑剤を塗布します。水媒体の場合は水または水溶性潤滑剤、油媒体の場合は適合する潤滑油、腐食性媒体の場合はシリコングリースまたは専用組立ペーストを使用してください。潤滑剤は均一に塗布し、過剰な塗布は媒体の流路を塞ぐ恐れがあります。

3. 試運転および調整

3.1 静水圧試験

組立後、設計圧力の1.25～1.5倍の静水圧試験を行い、30分間保持します。漏れ量は3 mL/h以下であることが求められます。試験媒体は作動媒体と適合するものを使用し、油シールの試験に水を用いることはシステム汚染の原因となるため厳禁です。

3.2 試運転手順

• 起動前に軸を手で2～3回転させ、自由回転を確認します。
• 初回起動は負荷を低くし、定格速度の30～50%で30分間運転します。
• 振動値を監視し、1800 rpm以下では4.5 mm/s以下、1800 rpm超では3.5 mm/s以下を目標とします。
• 温度はシール室で、普通カーボングラファイトは80℃以下、金属含浸グラファイトは150℃以下に保ちます。
• 運転2時間後に漏れ量を確認し、安定値が5 mL/h以下であることを確認します。

4. 取り外し時の注意事項

4.1 取り外し前の準備

機器が停止し、電源が切断されていること、入口・出口バルブが閉じられていることを確認してください。媒体温度は60℃以下に下げ、システム圧力は0 MPaに減圧してください。毒性媒体の場合は作業前に窒素で安全濃度まで置換してください。専用の取り外し工具を用意し、鉄ハンマーやノミでグラファイトリングを直接叩くことは絶対に避けてください。

4.2 取り外し作業

• 専用のプーラーやジャッキスクリューを使い、シール室からグラファイトリングを均一に引き抜きます。
• ボルトは対角線交差パターンで段階的に緩め、応力集中によるリングの割れを防止します。
• 取り外したリングは柔らかいパッド（ゴムシートや段ボール）上に置き、金属と直接接触させないでください。
• 取り外したリングには直ちに位置、使用時間、摩耗状態を記録してマーキングしてください。

4.3 使用済みリングの評価および再使用判断

• 面摩耗が0.1 mm未満で平面度合格の場合は、ラッピング後に再使用可能です。
• 面摩耗が0.1～0.3 mmの場合は、再使用前に平面度0.0009 mm以下まで再ラッピングしてください。
• 面に亀裂、欠け、貫通傷がある場合は廃棄し交換してください。
• 補助シールが劣化または変形している場合は必ず交換が必要です。

5. 一般的な設置ミスとその防止策

5.1 一般的なミス

1.逆向き設置：フェースシールが即座に破損する

2.過度な干渉：グラファイトリングの脆性破損

3.フェースの不完全な清掃：硬質粒子が埋まり漏れの原因となる

4.ボルトの不均一な締め付け：偏摩耗と漏れを引き起こす

5.フルロード前の静水圧試験の省略：潜在的な漏れを見逃す可能性がある

5.2 防止策

• 標準化された設置作業指示書を作成し、メンテナンススタッフに教育を行う
• 専用工具とトルクレンチを使用し、力任せの作業を避ける
• 設置チェックリストを作成し、各項目を署名確認してから次工程へ進む
• 設置記録を保持し、トレーサビリティと継続的改善を図る

結論

カーボングラファイトシールリングの設置および取り外しには専門知識と慎重な作業が必要です。標準化された手順により、グラファイトシールの性能を最大限に引き出し、寿命を2～3倍に延ばすことが可能です。Huahao Sealing Co., Ltd.は、高品質なカーボングラファイトシールリング、グラファイトブッシュ、含浸グラファイト製品を提供するだけでなく、現場での設置指導、技術研修、故障解析も行っています。詳細な設置マニュアルや技術サポートが必要な場合は、当社のエンジニアリングチームまでお問い合わせください。