DGSシステム用SiCリング

Semicorex DGS システム用 SiC リングは、遠心圧縮機などの高速回転機器のコア シーリング コンポーネントです。リング表面に精密な動圧溝（スパイラル溝など）を加工することにより、回転時に動圧減衰効果を発生させ、わずか3～5μmの安定したガス膜を形成し、動的条件下での「非接触」動作を実現します。本製品は高性能常圧焼結材を使用しております。炭化ケイ素（SSiC）素材、非常に高い硬度 (2800 kg/mm²)、優れた熱伝導率 (120 W/m.K)、優れた耐食性を備えています。高圧、超高速、酸性ガスなどの極限環境下でも、極めて高い寸法安定性と平坦度（<0.6μm）を維持します。ほぼゼロの摩擦を実現するこの高度な設計により、このシリーズの炭化ケイ素リングは石油とガスの輸送、石油化学、水素圧縮で広く使用されており、システムの消費電力を大幅に削減しながら、重要なユニットの長期にわたる低メンテナンスの安全な動作を保証します。

高度な材料科学と精密工学を活用することで、これらのリングはゼロコンタクト動作を保証し、ミッションクリティカルな産業用途におけるダウンタイムとメンテナンスコストを大幅に削減します。

1. ドライガスシール（DGS）の原理

ドライガスシールは、ガスの薄膜（通常はプロセスガス自体または窒素などの不活性バッファガス）を使用してシール面を分離する、非接触の端面メカニカルシールです。

中心となる機構は流体力学的揚力に依存しています。シール面の 1 つ (通常は SiC 回転リング) には、高精度のマイクロ溝 (多くの場合、スパイラル、「T」、または「U」字形) がエッチングされています。シャフトが高速で回転すると、これらの溝がガスを内側に引き込み、固定面と回転面の間の圧力を高めます。これにより、安定した微細なギャップ (通常は 3 ～ 5 ミクロン) が形成されます。

通常の動作中に面が物理的に接触することがないため、摩擦がほぼなくなり、従来のオイル潤滑シールと比較して摩耗が大幅に減少します。ただし、この「非接触」状態では、シール リングが完全に平坦であり、起動時、停止時、および過渡状態中に発生する巨大な遠心力と温度勾配に耐えることができる必要があります。

2. 炭化ケイ素(SiC)パラメータと材料の利点

当社では、DGS リングの製造に無加圧焼結炭化ケイ素 (SSiC) と反応結合炭化ケイ素 (RBSiC) を利用しています。 SSiC は、優れた耐薬品性とより高い硬度のため、一般に DGS に好まれます。

技術仕様と材料特性

当社の DGS システム用 SiC リングは、最も厳しい業界基準を満たすように製造されています。

主な利点

熱安定性:SiC は 1000°C を超える温度でも機械的強度を維持するため、高速ガスせん断によって発生する熱によってリングが変形することはありません。

化学的不活性度:pH 範囲が 0 ～ 14 の当社の SiC リングは、石油化学精製で見られる「酸性ガス」(H2S)、CO2、その他の攻撃的なプロセス化学物質の腐食作用の影響を受けません。

高弾性率:SiC の剛性により、高圧差圧 (多くの場合 100 bar を超える) 下でのシール面の「コーニング」や変形が防止されます。

優れた表面仕上げ:動圧溝の精密エッチングに重要な鏡面仕上げ（Ra < 0.05 μm）を実現します。

3. 産業用途

当社の DGS システム用 SiC リングは、さまざまな重要な分野にわたるシーリング ソリューションの「心臓部」です。

石油とガス (上流/中流):天然ガスパイプライン輸送および海洋ガス再圧入用の高圧遠心圧縮機に使用されます。

石油化学処理:ガス純度と漏洩防止が安全性を重視するエチレン、アンモニア、メタノールの生産には不可欠です。

発電:バッファガスを管理し、有害な排出物を防止するために蒸気タービンおよびガスタービンに採用されています。

新たなエネルギー:水素（H2）圧縮での利用が増えており、水素の分子サイズが小さいため、シール面の平坦度に可能な限り最高の精度が要求されます。