ベルト式、スクリュー式、スクレーパー式コンベア向け耐摩耗性NBRおよびCRシール

コンベアシステムは、鉱山、骨材、農業、およびバルク物質のハンドリング産業における動脈網を構成しています。これらのシステムは年間数百万トンもの物質を搬送し、その信頼性はプラントの処理能力の基盤となっています。この信頼性において極めて重要であるにもかかわらず、しばしば見過ごされがちな構成要素が、アイドラーローラー、ドライブシャフト、およびトランスファーポイントに設置される控えめなシールです。これらのシールは二つの使命を果たします：軸受内の潤滑グリースを保持すること、および軸受室内への摩耗性異物（粉塵、砂粒、水分）の侵入を防ぐことです。シールの劣化・破損は、軸受の急速な摩耗、ローラーの固着、ベルトの破断、そして高額な予期せぬ停止時間（ダウンタイム）を招きます。

使用環境によってシール材が決定されます。主な敵は「三体摩耗」であり、硬質粒子がシールリップとシャフトの間に挟まれ、研削ホイールのように作用します。この課題に対処するために最も一般的に選択されるエラストマーは、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（NBR）とクロロプレンゴム（CR、またはネオプレン）の二種類であり、それぞれに明確な利点があります。

ニトリルゴム（NBR）：汎用シール材として業界標準の素材です。主な特長は、石油系グリースおよび油類に対する優れた耐性、優れた機械的特性（引張強度、耐ちぎれ性）、およびコストパフォーマンスの高さです。標準的なリチウム系またはカルシウム複合系グリースを用いるほとんどのコンベア用途において、NBRは十分に適しています。耐摩耗性も良好ですが、屋外設置環境におけるオゾンや天候劣化への継続的な暴露により、その性能が低下する場合があります。

クロロプレン（CR）：この材料は、優れた代替品を提供します。NBRと同程度の機械的特性を有する一方で、オゾン、天候劣化、および中程度の炎に対する耐性ではNBRを大幅に上回ります。また、CRは日光および大気中の要素にさらされた際の耐老化性および屈曲亀裂性にも優れています。さらに、幅広い化学薬品に対して耐性を示し、処理された材料（例：リン鉱石、特定の鉱石など）に時として含まれる弱酸およびアルカリに対してもNBRより優れた耐性を発揮します。ただし、CRの弱点は、石油系油類および燃料に対する耐性がNBRより劣ることです。一方で、多くの合成潤滑油および難燃性油圧流体（HFC、HFD）に対しては良好な性能を示します。

コンベアの種類別選定：

1. ベルトコンベア用アイドラーローラー：これらは最も多数のシールポイントです。シールは常に粉塵の雲にさらされます。標準的な対応策として、ラビリンス構造の接触式シールやNBRまたはCR製のマルチリップシールが用いられます。極端に湿潤な環境、あるいは腐食性の高い環境（例：フィリピンにおける沿岸部の塩害、インドの一部鉱山における酸性粉塵）では、環境耐性に優れるCRが好まれます。近年では、長寿命を実現するためポリマー製の非接触ラビリンスシールを採用したアイドラーローラーが多く見られ、さらに内側にNBR製接触シールを設けて最終的なバリアとしています。

2. スクリューコンベア用シャフトシール：これらのシールは、トロフ内に搬送物質を封じ込めます。摩耗が激しく、水分が存在することもあります。環境に対する総合的な耐性に優れるため、CRがしばしばより適した選択肢となります。食品向け用途では、FDA承認済みの特定NBR配合材が使用されます。

3. スクレーパー／チェーンコンベアのジョイントおよびドライブスプロケット：衝撃、取付け誤差、および高負荷にさらされる。切断および裂けに対する耐性を高めるため、通常はより高強度で高充填されたNBR（硬度90ショアA）または布強化リップが指定される。

効果的な保守戦略は、材料選定を越えたものである。米国（石炭）、インド（鉄鉱石）、フィリピン（ニッケル）における操業現場では、以下のようなベストプラクティスが導入されている。

· 中央集中潤滑システム（パージ機能付き）：自動グリース供給システムは単に潤滑を行うだけでなく、シールリップの外側へ汚染物質を含む古グリースを押し出す正圧バリアも形成する。

· シール・ベアリングキット：各アイダータイプごとにシール／ベアリングの組み合わせを標準化することで、計画保守停止時の交換作業が合理化される。

· 状態監視：振動解析やサーモグラフィーを用いて、ベアリングの劣化（多くはシールの故障が原因）を早期に検出し、二次的なベルト損傷事故を未然に防止する。

米国の大手アグリゲート（砕石）メーカーのデータによると、主要な陸上コンベアにおけるアイドラーローラー用シールを、基本的な単唇NBRシールから、グリースパージ溝付き二重唇CRシールに変更したところ、平均故障間隔（MTBF）が8か月から24か月以上に延長され、労働コストおよびベルト修理コストの削減を通じて明確な投資回収（ROI）が実現しました。