高温油ポンプ用アンチモン含浸カーボングラファイトシールの改良 — 頻発するフェノール樹脂破損から350℃での長期運転へ

1. サービス条件と故障モード

350℃の真空残渣は、高粘度（100℃で約78 mm²/s）、高炭素残渣および触媒微粒子を含みます。フェイスの膜は容易にフラッシュし、固体が研磨摩耗を促進します。樹脂の限界を超えると含浸材が炭化し、放射状のフェイス割れが発生します。フェノール樹脂リングはこのサービスで通常2～3ヶ月の寿命です。

2. 材料ソリューション：アンチモン含浸M106D

M106Dアンチモン含浸カーボングラファイト（第三者試験結果：密度2.20 g/cm³、圧縮強度190 MPa、硬度92 HS、孔隙率2%）：

• 450～500℃の耐熱評価で、350℃残渣サービスに余裕を持って対応
• 金属ネットワークが熱を迅速に伝導し、熱割れを低減
• 92 HSの硬度により、樹脂グレードよりはるかに優れた耐研磨性を発揮

WC（固体含有）またはSSiCフェイスと組み合わせ、スプリングはインコネルやハステロイ級合金を使用。

3. レトロフィットの必須事項

• フラッシュおよび冷却：API 682計画がシール室温度を許容フェイス温度以下に保つことを確認
• 固体：触媒微粒子が存在する場合は、ハイドロサイクロンセパレーターを追加
• 取り付け：図面に従いフェイス圧力と圧縮を設定し、偏心荷重を避ける

4. 経済性

• 交換頻度：フェノール樹脂は年間約4回 → アンチモン含浸は年間1回以下
• 1回あたりのコスト：シール＋作業＋熱油補充損失
• ダウンタイム：予期せぬ停止1回で数万元の損失となり、シール価格の数十倍に相当
• 結論：リング1個あたり数百元の追加コストは、通常1年以内に回収可能

5. 検証

レトロフィット後は、フェイスの摩耗および幾何公差を四半期ごとに検査し、漏れ率と稼働時間を追跡して寿命とコストの改善を確認してください。