グランドパッキンの締め方と漏らし方｜滴下量・増し締め・発熱の見方

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グランドパッキンから液が漏れていると、反射的にナットを締めたくなります。しかし、遠心ポンプのグランドパッキンは、漏れ液でパッキンと軸スリーブを冷却・潤滑する構造です。漏れを完全に止めると、摩擦熱、パッキン焼損、スリーブ摩耗、発煙へ進むことがあります。

一方で、漏れが多ければ周囲汚染、腐食、製品損失、空気吸込みにつながります。大切なのは「漏らすか、止めるか」ではなく、温度が安定し、冷却・潤滑を保てる管理漏れへ合わせることです。

1. グランドパッキンの構造

グランドパッキンは、スタフィングボックスの中へリング状のパッキンを複数段組み、グランド押えで軸方向に圧縮します。圧縮されたパッキンは半径方向へ広がり、軸または軸スリーブとの隙間を絞ります。

主な構成は次のとおりです。

• 軸または交換可能な軸スリーブ
• リング状に組んだパッキン
• パッキンを収めるスタフィングボックス
• 軸方向へ押すグランド押え
• 左右の締付けナット
• 必要に応じたランタンリングと注入・フラッシュ配管
• 漏れ液を受けるドレン

パッキンと軸スリーブは接触しながら相対運動します。ここに適量の液が入り、摩擦熱を運び去り、潤滑膜を作ります。

2. なぜ漏らす必要があるのか

締め付けを強くするとパッキンの面圧が上がり、漏れは減ります。しかし、同時に摩擦が増え、発生した熱を運ぶ液も減ります。さらにパッキンが熱膨張すると面圧が上がり、漏れ減少→冷却不足→温度上昇→面圧増加という悪循環になります。

締め過ぎで起こり得る異常は次のとおりです。

• パッキンとスリーブの過熱
• 潤滑材の劣化、焦げ、発煙
• パッキンの硬化、焼付き
• 軸スリーブの溝摩耗
• モータ負荷上昇
• 熱変形と漏れの不安定化

初期なじみのないパッキンや、摩擦係数の高い材質では、許容回転数・圧力の範囲内でも過熱することがあります。材質カタログの上限値だけでなく、実機の組込み・通液・なじみ運転が重要です。

3. 適正な漏れはどの状態か

一次資料では、適切な状態を「糸を引くような」細い連続漏れとして説明しています。ただし、設備によっては滴下として管理し、メーカーが滴／分や流量を指定します。

実務では、次の条件を同時に満たす状態を目標にします。

• パッキン部の温度が上がり続けず、安定している
• 漏れ液がパッキン全周の冷却・潤滑に役立っている
• 漏れがドレンで安全に回収できる
• 空気吸込みや液の噴出がない
• 軸スリーブを急速に摩耗させていない
• 設備基準とメーカーの漏れ量・温度基準内である

「30滴／分なら正しい」といった万能値はありません。軸径が大きく回転数が高いほど発熱条件は変わり、液の粘度・潤滑性、パッキン材、スタフィングボックス圧、ランタンリング注入量でも必要漏れは変わります。

4. 締め過ぎ・適正・緩過ぎを見分ける

温度が低いだけで適正とは限りません。大量漏れで冷えている場合もあります。漏れ量、温度、回転音、振動、ドレン状態を組み合わせて判断します。

5. 新しいパッキンを組む前の確認

交換作業は、停止、電源隔離、弁閉止、残圧・残液除去、危険物処理を設備SOPに従って行います。確認項目は次のとおりです。

• パッキン材・寸法・使用温度・液適合性が指定どおりか
• 軸スリーブに段差、溝、腐食、偏摩耗がないか
• スタフィングボックス内に古いパッキンや固形物が残っていないか
• ランタンリング位置が注入口と合うか
• グランド押えが軸に対して傾かず、自由に動くか
• 注入・フラッシュ、ドレン、ベントが開通しているか
• 軸振れ、芯ずれ、軸受ガタが許容範囲か

スリーブに深い溝がある状態でパッキンだけを交換しても、漏れは安定しません。グランド押えの傾きも偏締めと局部発熱の原因になります。

6. パッキンの組込み

具体的なリング切断角度、段数、締付けはメーカー手順に従います。一般的な注意点は次のとおりです。

• リング寸法を軸・スリーブへ正しく合わせる
• 継ぎ目位置を同じ方向へそろえず、周方向にずらす
• 1リングずつ所定位置まで押し込み、空隙やねじれを残さない
• ランタンリングを指定位置に置く
• グランド押えを左右同じ深さで入れる
• 初期締付けを過大にせず、軸を手回しできる状態を確認する

パッキンを一体の塊として押し込むと、各リングの密着と継ぎ目位置を管理できません。内部へ残した古いパッキンも、偏圧縮と注入口閉塞の原因になります。

7. 始動時のなじませ方

設備SOPとメーカー手順が最優先ですが、考え方は次の順です。

1. ポンプとスタフィングボックスを液で満たす
2. 外部フラッシュ・シール水がある場合は先に流れを確認する
3. グランド押えが左右均等で、初期締付けが過大でないことを確認する
4. 始動直後は十分な漏れを確保し、乾いた接触を避ける
5. 漏れ、温度、電流、振動を監視する
6. 必要なら小刻みに調整し、パッキンをなじませる
7. 温度と漏れが安定するまで追い込まない

一次資料の過熱事例では、新しいパッキンを通常どおり強く組んだ結果、なじみ不足と高い面圧で始動直後に発煙しました。対処は、緩く組んで多めの液を流し、始動後に徐々になじませながら締める方法でした。

8. 増し締めの手順

回転中に調整してよいかは設備ごとに異なります。原則として停止・隔離して調整し、運転中調整がメーカーとSOPで認められている場合のみ、専用手順で行います。

調整の考え方は次のとおりです。

1. 現在の漏れ量、温度、振動、ナット位置を記録する
2. 左右のグランド押え深さと傾きを確認する
3. 認められた最小単位だけ片側を動かす
4. 反対側も同じ量だけ動かし、押えを平行に保つ
5. 一定時間待ち、漏れと温度の応答を見る
6. 目標範囲に入れば止める
7. 温度上昇、焦げ臭、煙、電流上昇があれば締付けを続けない

一度に大きく締めると、漏れはすぐ減っても温度上昇が遅れて現れます。調整→待つ→確認を一組にします。

9. 左右均等に締める理由

二本のナットを片側だけ締めると、グランド押えが傾きます。傾いた押えはパッキンを片側だけ強く圧縮し、反対側は緩いままになります。その結果、局部発熱と片漏れが同時に起こります。

「漏れている側だけ締める」という考え方は危険です。外から見える漏れ位置と、内部で面圧が不足している位置は一致するとは限りません。押えの平行を保ち、全周の圧縮を小刻みに変えます。

10. 漏れが減らないとき

増し締めしても漏れが減らない場合、パッキン以外を疑います。

• 軸スリーブの溝・腐食・偏摩耗
• 軸振れ、曲がり、芯ずれ
• 軸受摩耗やガタ
• グランド押えの傾き
• パッキン寸法・材質・段数の不適合
• 継ぎ目の重なり、組込み不良
• ランタンリング位置ずれ
• 注入圧不足、フラッシュ閉塞
• スタフィングボックス圧の変化
• パッキンの硬化、焼損、化学劣化

限界までナットを締めているなら、調整代がなくなっています。増し締めで延命せず、停止計画と交換を検討します。

11. 漏れが急に増えたとき

漏れ急増は、単なる「緩み」だけではありません。

• 運転点変更でシール部圧力が上がった
• キャビテーションやガス巻込みで振動が増えた
• スリーブやパッキンが損傷した
• フラッシュ圧・流量が変わった
• 軸受異常で軸が振れた
• 温度・液性変化でパッキンが収縮・劣化した

危険液、高温液、漏れが飛散している場合は、近づいて締める前に停止・隔離基準を確認します。漏れを一時的に減らしても、回転体の異常を見逃せば重大損傷へ進みます。

12. 外部シール水・フラッシュの点検

ランタンリングへ外部液を供給する構造では、注入液が潤滑・冷却、異物排除、外気侵入防止を担います。

確認項目は次のとおりです。

• 供給圧力がスタフィングボックス圧に対して適切か
• 流量が確保され、ストレーナやオリフィスが詰まっていないか
• 液質がプロセスとパッキン材へ適合するか
• 停止中・予備機待機中の供給要否
• 注入液がプロセスへ入ることの品質・物質収支影響

外部液が止まった状態でグランドをさらに締めると、冷却不足を悪化させる場合があります。

13. 日常点検で記録すること

• 漏れ量または滴下状態と、前回からの変化
• グランド部温度と上昇傾向
• 左右ナット位置、残り調整代、押えの傾き
• 焦げ臭、煙、変色、結晶・固形物の付着
• ドレンの詰まりと漏れ液の行き先
• 軸受振動・温度、モータ電流
• フラッシュ圧・流量

単発の値より傾向が重要です。同じ運転条件で漏れが増え続ける、温度が徐々に上がる、調整間隔が短くなる場合は、交換や原因調査を計画します。

まとめ

• グランドパッキンは管理漏れで冷却・潤滑するため、漏れゼロへ締め込まない
• 滴下量は設備ごとに異なり、メーカー・設備基準と温度安定を優先する
• 新品は十分に通液し、なじみを見ながら左右均等に小刻み調整する
• 調整後は温度と漏れの応答を待ち、連続して大きく締めない
• 漏れが安定しないときは、スリーブ、軸振れ、軸受、押え傾き、フラッシュ、材質まで調べる

次は、ポンプの軸を支える軸受と、油浴・オイルリング・オイルミスト・グリースの違い、過熱時の切り分けを解説します。

参考文献

• 外山幸雄『絵とき「ポンプ」基礎のきそ』日刊工業新聞社, 2-8「グランドパッキン」・第5章「保守点検」 　Amazonで見る
• 外山幸雄『ポンプの選定とトラブル対策』日刊工業新聞社, 第6章「軸封のトラブル」 　Amazonで見る
• 化学工学会編『プロセス機器構造設計シリーズ6 化学プラント用ポンプ・圧縮機』丸善, 4.2「軸封装置」
• 公益社団法人日本プラントメンテナンス協会『自主保全士テキスト 第5単位 設備保全の基礎』「シール」