ロータリーベーン真空ポンプのメンテナンスとオイル交換
ロータリー真空ポンプのオイル消費量、オイル汚染、オイル交換
真空ポンプオイルは何に使用されますか?
オイルの役割は次のとおりです。
- 可動部品に注油する
- 大気圧に対して可動部分を密閉する
- バルブを密閉する
- バルブの下のデッドスペースを埋める
- さまざまな操作スペースを互いに密閉する
すべてのポンプで、内蔵オイルレベル点検ガラスを使用して、運転中にオイルの量を確認することができます。特に連続運転中は、オイルレベルが最小値を下回らないようにする必要があります。ポンププロセス中、オイルシールロータリーベーンポンプは、作動温度が高いため、出口ポートからオイルベーパを放出します。これにより、ポンプに引き込まれるガスまたは蒸気の量に応じてオイルが失われる可能性があります。排出ラインに粗いオイルセパレータを取り付けると、大きな油滴を保持できます。これにより、オイル損失が大幅に減少します。一部のポンプに取り付けられている微細なオイルミストフィルタも、ポンプの出口からオイルがまったく出ないように、微細な油滴を保持します。分離されたオイルは、ポンプに戻されるため、オイル損失は、実質的にゼロになります。一体型精密セパレータのないポンプの場合、この装置は、オプションとして提供されます。
ライボルトTRIVAC D 40-65 Bの内部デミスタの取外しと取付け
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真空ポンプオイルはどのくらいの頻度で交換する必要がありますか?
オイル分離およびリターン装置なしでオイルシールロータリーポンプを作動させる場合、一定量のオイル消費量を予測する必要があります。その程度は、ポンプのサイズおよびプロセスの性質によって異なります。最悪の場合、これはポンプで送り込まれる空気量1立方メートルあたり約2 cm3になることがあります。ガスバラスト付きポンプを運転する場合は、オイル損失が大きくなることが予想されます。
プロセス蒸気や汚染物質にさらされたためにポンプオイルが使用不能になった場合は、オイルを交換する必要があります。オイル交換が必要になる時期については、運転条件によってオイルが良好な状態を維持できる期間が決まるため、厳重な規則を策定することは不可能です。クリーンな条件下（電磁核加速装置の拡散ポンプ用のバッキングポンプなど）では、ロータリーベーン真空ポンプは、オイル交換なしで何年も稼働することができます。非常に「汚れた」状態（含浸中など）では、オイルを毎日交換する必要な場合があります。オイルは、元の薄茶色、経年変化によるこげ茶色や黒色になったとき、または液体（水など）がポンプに入ったために白濁している場合は交換が必要です。腐食保護オイルにフレークが形成された場合もオイル交換が必要です。腐食保護剤を使い切ったことを示しています。
オイル交換時の手順
オイル交換は、常にポンプをオフにした状態で作動温度にして実施する必要があります。各ポンプに用意されているオイルドレン開口部は、この目的のために使用されます。ポンプがより深刻に汚染されている場合は、洗浄する必要があります。この場合は、該当する操作手順を遵守してください。
攻撃的な蒸気を取り扱う際のポンプオイルの選択
腐食性の蒸気（酸によって形成される蒸気など）をポンプで送る場合は、通常のポンプオイルの代わりにPROTELEN®腐食防止オイルを使用する必要があります。このような種類の蒸気は、オイル内の塩基性（アルカリ性）防食剤と反応します。継続的な中和反応により、蒸気の量と酸性度に応じた速度で腐食保護剤を使い果たします。これらの要因に従って、オイルをより頻繁に交換する必要があります。腐食保護オイルは、非常に吸湿性がある（吸収水）か、水と容易にエマルジョンを形成します。その結果、腐食防止オイルが充填されたポンプは、長期間使用しない場合に空気から水分を吸収します。オイルの潤滑および腐食保護特性が悪影響を受ける可能性があるため、腐食防止オイルを充填したポンプを水蒸気のポンプに使用してはなりません。オイルが水を吸収すると、そのようなポンプが到達圧力を達成することはできなくなります。油封ポンプは、通常の動作条件下では腐食防止オイルを充填しないでください。空気、水蒸気、非腐食性の有機蒸気をポンプ内に送り込む場合、ポンプ内で蒸気が凝縮するのを確実に防ぐために、LVO 100オイルを使用することが推奨されます。
さまざまな化学物質を投入する際の対策
この議論は、化学産業のオイルシール真空ポンプのさまざまな用途分野を網羅するものではありません。当社の長年にわたる化学物質の用途の最も困難な経験は、お客様の特定の問題を解決するために使用されます。ただし、爆発性ガス混合物の移送、凝縮性蒸気、腐食性の蒸気とガスという3つの側面について簡単に説明する必要があります。
防爆
真空システムの計画および設計時は、適用される安全および環境保護規則を遵守する必要があります。作業者は、システムがポンプで送出する物質に精通している必要があります。また、通常の動作条件だけでなく、正常なパラメータ外で動作する異常な状況も考慮する必要があります。爆発性混合物を回避するために最も重要な補助は、保護ガスを追加することで、不活性化に加えて、コンデンサ、吸着トラップ、ガススクラバーを使用して爆発限界値を維持することです。
凝縮に対する保護
図2.14 凝縮可能物質を移送するときの、ガスバラストなしおよびガスバラスト付きロータリーベーンポンプの輸送プロセスの図。
a）ガスバラストなし
- ポンプは、すでにほぼ空の容器（70 mbar）に接続されているため、ほとんどの蒸気粒子を輸送する必要があります
- ポンプチャンバーが容器から分離されます - 圧縮が始まります
- ポンプチャンバーの内容物はすでに圧縮されており、蒸気が凝縮して液滴を形成します – バルブ圧力に達していません
- 残留空気は、必要な圧力超過のみを発生させ、吐出バルブを開きますが、蒸気は、すでに凝縮されており、ポンプ内で液滴になっています。
b）ガスバラストあり
- ポンプは、すでにほぼ空の容器（70 mbar）に接続されているため、ほとんどの蒸気粒子を輸送する必要があります
- ポンプチャンバーは、容器から分離されています - ガスバラストバルブが開き、ポンプチャンバーが外部から追加の空気で満たされます - この追加空気は、ガスバラストと呼ばれます
- 吐出バルブを押して開き、蒸気とガスの粒子を押し出します - これを発生させるために必要な圧力超過は、追加ガスバラスト空気により非常に早く到達します。凝縮は発生しません。
- ポンプはさらに空気と蒸気を送出
腐食保護
油封ポンプは、部品のすべての表面に存在する油膜により、腐食に対して十分に保護されています。
a）酸
当社のポンプは、酸の輸送に基本的に適しています。特殊な状況では、入口および/または出口に取り付けられた補助装置に問題が発生する可能性があります。ケルンのエンジニアが、このような問題の解決を支援します。
b）無水物
CO（一酸化炭素）は、強力な還元剤です。したがって、COがポンプで送られているときは、ガスバラストは大気を使用せず、不活性ガス（ArやN2など）を使用することが重要です。また、SO2、SO3、およびH2Sを輸送する際には、不活性ガスバラストも使用する必要があります。これら3つの無水物を取り扱う際には、腐食防止オイルも使用する必要があります。二酸化炭素（CO2）は、特別な手配を行わずにポンプで送ることができます。
c）アルカリ性溶液
通常のLVO 100ポンプオイルは、アルカリ溶液のポンプに使用します。水酸化ナトリウムおよび苛性カリ溶液は、濃縮された形で輸送するべきではありません。ガスバラストバルブを閉じた状態で、アンモニアを適切に輸送することができます。メチルアミンやジメチルアミンなどのアルカリ有機媒体も、適切に輸送することができますが、ガスバラストバルブが開いた状態です。
d）エレメンタリガス
窒素ガスと不活性ガスの移送には、特別な対策は必要ありません。
水素を取り扱う際には、爆発性混合物の発生の危険性に注意する必要があります。
水素を取り扱う際に、ガスバラストバルブは絶対に開けてはなりません。ポンプを駆動するモーターは、防爆設計でなければなりません。ATEX規制が適用されます。
酸素：純酸素をポンプで移送する場合は、特に注意が必要です。
この目的には、特別に調合されたポンプオイルを使用する必要があります。ドイツ連邦材料試験局（BAM）が発行した承認証明書を添付して、ご相談の上、ご提供いたします。
E）アルカン
メタンやブタンなどの低分子量アルカンは、ガスバラストバルブを閉じた状態で、またはガスバラストとして不活性ガスを使用し、またはポンプの温度を上昇させて移送することができます。しかし重要なのは、爆発の危険性が高まることです。
f）アルコール
運転温度に達すると、ガスバラスト（LVO 100ポンプオイル）を使用せずにメタノールとエタノールを抽出できます。より高い分子量のアルコール（ブタノールなど）を汲み上げるには、ガスバラストバルブを開くか、凝縮を防ぐために他の保護対策を実施する必要があります。
g）溶剤
アセトン：容易に抽出できます。通常の動作温度に達するまで待ちます。
ベンゼン：注意 – 蒸気は、可燃性が非常に高くなります。ポンプオイルを希釈すると、到達圧力が低下します。空気とベンゼンの混合物は、爆発性で引火性があります。ガスバラストなしで作業します。不活性ガスは、バラストガスとして使用できます。ATEX規制が適用されます。
四塩化炭素およびトリクロロエチレン：低故障率のポンプ移送。不燃性、非爆発性ですが、油に溶けるため、到達圧力が高くなります。通常の動作温度に達するまで待ちます。炭素テートやその他の不燃性溶剤をポンプで送り出す際は、ガスバラストを開いたままにしてください。LVO 100ポンプオイルを使用してください。
トルエン：低温仕切にポンプで通し、ガスバラストなしで輸送します。ガスバラストとして、空気ではなく不活性ガスを使用します。
ガスバラスト付きで輸送中の動作不良 – 必要な到達圧力が達成されない場合のエラーの潜在的な原因
a）ポンプオイルが汚れています（特に溶解蒸気）。色と特性をチェックします。対策：真空容器を分離し、ガスバラストバルブを開いた状態で、ポンプを長時間作動させます。汚れがひどい場合は、オイル交換をお勧めします。汚れたオイルがポンプに含まれている場合は、ポンプを長時間放置しないでください。
b）ポンプ内のスライド部品が摩耗または損傷しています。当社のポンプは、清潔な状態で、特別なメンテナンスなしに何年も稼働できます。ただし、オイルが汚れた状態でポンプを長時間運転した場合、ベアリングとゲートバルブが機械的な損傷を与える可能性があります。これは、オイルが交換されても、ポンプがカタログで指定された到達圧力を達成しなくなった場合に、必ずこのことを想定する必要があります。この場合、ポンプを修理に出すか、カスタマーサービス部門に連絡する必要があります。
c）測定装置が汚染されています（「ゲージのメンテナンス」のページを参照）。
ポンプが回転しなくなったときのエラーの潜在的な原因
- ポンプの電源を確認します。
- ポンプが汚染オイルや樹脂オイルを含んだまま長時間放置されています。
- ポンプは10℃より低温で、オイルが硬くなっています。ポンプを加熱します。
- 機械的エラーが発生しています。カスタマーサービス部門にお問い合わせください。
シャフトのオイルリーク
シャフトでオイルが放出された場合は、ドライブベアリングのシャフトシールを点検し、場合によっては交換する必要があります。このリングは、ポンプに付属の取扱説明書に従って簡単に交換できるように設計されています。
Fundamentals of Vacuum Technology
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References
- Vacuum symbols
- Glossary of units
- References and sources
Vacuum symbols
A glossary of symbols commonly used in vacuum technology diagrams as a visual representation of pump types and parts in pumping systems
Glossary of units
An overview of measurement units used in vacuum technology and what the symbols stand for, as well as the modern equivalents of historical units
References and sources
References, sources and further reading related to the fundamental knowledge of vacuum technology
