- ▸カーボングラファイトに関連する故障は、摩耗、熱割れ、破断の3つの分類に分けられます。シールリングの顔面の状態がどの故障かを示します。
- ▸摩耗は主に乾式摩擦と固形物によって引き起こされます。健全な顔面は、1,000時間あたり0.05 mm以下の摩耗率であるべきです。
- ▸熱割れは過度な局所温度勾配に起因します。密な放射状の亀裂は、熱応力が材料の強度を超えていることを示します。
- ▸破断は主に取り付け時の応力集中、ハンマー組み立て、不適切なOリング溝設計によるものです。カーボングラファイトは圧縮に対して150〜300 MPaの耐性がありますが、引張り強度はその約10分の1です。
- ▸トラブルシューティングの順序は、まず運転条件（キャビテーション、デッドヘッド、固形物）、次に取り付け、最後に材料の順です。
- ▸API 682のシール室温度およびフラッシュ計画の要件は、熱割れと乾式摩耗という2つの根本原因を正確に狙っています。
故障解析の第一歩はシールを開けて顔面を観察することです。カーボングラファイトの故障モードは特徴的な痕跡を残し、その痕跡が根本原因を直接示します。
I. 摩耗：材料が除去されるが破壊されない
摩耗は過度の顔面摩耗と徐々に増加する漏れとして現れます。2つのケースがあります。
乾式摩擦摩耗
1.根本原因：フラッシュの中断、ポンプのデッドヘッド、または媒体のフラッシングにより液膜が失われる
2.顔面の特徴：顔全体に均一で明るく鏡面仕上げの摩耗
3.防止策：フラッシュ計画を常に稼働させること。長時間の低流量運転を避けること。乾式運転用グレード（PTFEまたはアンチモン含浸）を指定すること。
粒子摩耗
1.根本原因：媒体中の固形物が顔面に埋まり込むか、転がること
2.顔面の特徴：周方向のスコアリングや溝
3.防止策：フラッシュのろ過装置やハイドロサイクロンを追加すること。硬質/軟質の組み合わせ（グラファイト対シリコンカーバイド）は軟質/軟質の組み合わせより固形物に強い。
II. 熱割れ：放射状亀裂と熱変形
熱割れは熱応力による故障です。局所的な顔面温度が急激に変化し、表面が膨張する一方で内部は冷たいままのため、引張応力が材料の引張強度（圧縮強度150〜300 MPaの約10分の1）を超えます。
1.原因1：乾式摩擦またはPVが限界を超える—摩擦熱が逃げない
2.原因2：熱衝撃—冷たい媒体が熱い顔面に当たる、温度差が100℃以上
3.原因3：熱経路の接触不良、顔面に熱が蓄積する
4.顔面の特徴：回転に垂直な細かい放射状亀裂、星形または櫛形
5.防止策：シール室温度を管理する（API 682のフラッシュ計画の核心目的）；高熱伝導率グレードを選ぶ—カーボングラファイトは70〜150 W/(m·K)、熱伝導率が高いほど熱応力は低減；熱い顔面への急冷サイクルを避ける。
III. 破断：欠片の剥離
破断は機械的応力による故障で、リングが破片に割れたり、エッジが欠けたりします。
1.取り付け応力：グランドボルトの締め付けが不均一、または二次シールの過大干渉により荷重が集中
2.ハンマー組み立て：リングを直接叩くこと。グラファイトは塑性変形しないため、応力は亀裂として解放される
3.不適切なOリング溝設計：溝の深さ不足により圧縮率が25〜30%を超え、リングが楔状に割れる
4.キャビテーションと振動：軸方向の激しい揺れや繰り返しの顔面衝撃
5.防止策：対角線上かつ均等に締め付ける；柔らかい工具、加熱または圧入で組み立てる；標準的な圧縮率で溝を設計する；ポンプ内のキャビテーション源を除去する。
IV. トラブルシューティングの順序
1.まず運転記録：温度、圧力、デッドヘッドの履歴、固形物含有量
2.次に顔面の証拠：摩耗、亀裂、欠けが3つの分類に対応
3.取り付け記録：締め付け順序、シール圧縮、軸方向遊び
4.最後に材料：化学的適合性、強度、PVマージン
Huahao Sealingでの故障解析経験では、運転条件と取り付けの問題がほとんどを占め、材料自体は通常問題ありません。適切な材料選定は材料問題を排除するだけであり、実際のシール寿命は運転管理と取り付け管理によって決まります。