メカニカルシールのいくつかの摩耗症状

メカニカルシールが効果なく発生する一般的な方法は損傷です。重要な課題は、メカニカルシールの損傷規則性を把握し、摩耗率を推定し、耐摩耗性と寿命を向上させる方法を見つけることです。
摩擦面で発生する可能性のある主な摩耗には、凝着摩耗、摩耗摩耗、疲労摩耗、微動摩耗、腐食摩耗などがあります。
1. メカニカルシールの凝着摩耗
表面には粗い微小突起が存在するため、点在する微小突起で面接触が起こります。摩擦時の接触点で発生します。潤滑膜と表面マスクが破損すると、金属同士が直接接触します。接続点は常に切断され、同時に新しい接続点が生成されます。
ノード境界面でせん断が発生した場合、両方の表面に磨耗はありません。金属内部にせん断が発生すると、表面金属の転写が起こり、表面に傷や摩耗が生じます。金属の転移現象が凝着摩耗の主な特徴です。

2. メカニカルシールの摩耗
摩耗は一般的な摩耗であり、総摩耗の約半分を占めます。摩耗は、接触面の相対運動中に、より硬い表面上の硬質粒子または微小突起によって引き起こされる表面摩耗および材料の剥離のプロセスです。
アブレシブウェアは「マイクロ切削加工」です。研磨剤は表面層の材料に交互の変形を引き起こし、その結果、表面に疲労損傷を引き起こす交互の接触応力が生じます。ただし、表面上の研磨粒子の機械的効果が常に支配的です。

3. メカニカルシールの疲労摩耗
摩擦面には交番応力がかかり、疲労により表面材料が損傷します。これは歯車や転がり軸受などの部品でよく発生します。
疲労亀裂によって発生する可能性のある接触面のせん断応力は、この場所での激しい塑性変形によるものです。最初に発生した亀裂は、せん断応力の方向に沿って表面に向かって伝播し、疲労摩耗につながります。交互応力による表面材料の疲労によって引き起こされる材料移動は疲労摩耗と呼ばれ、接触疲労としても知られます。

4. メカニカルシールの微動摩耗
小振幅の相対振動により生じる面間の摩耗現象を微動摩耗といいます。 2 つの表面間の化学反応が微動摩耗のプロセスに主要な役割を果たす場合、それは微動腐食摩耗と呼ばれます。
接触している表面間に圧力がかかると、表面の微小突起が接着するため、外部の小さな振幅によって引き起こされる振動によって接着点が継続的にせん断されます。剪断プロセス中に接着点が徐々に酸化し、赤茶色の酸化鉄の破片が生成されます。このプロセスは、酸化した研磨粒子が本体から剥がれ、接着点が破壊されるまで続きます。同時に、これらの研磨粒子は研磨剤としても作用し、接触面に摩耗を引き起こします。摩耗領域が拡大し続けると、最終的には接触面が完全に損傷します。これが微動摩耗の発生メカニズムです。

5. メカニカルシールの腐食・摩耗
主に化学反応または電気化学反応による表面の摩耗プロセスは、腐食摩耗と呼ばれます。一般に、腐食プロセス中には中程度の摩耗が発生します。ただし、その腐食作用により、特に高温または多湿の環境では摩耗が激しくなり、深刻な結果を引き起こす可能性があります。