シールガスケットには多くの種類があり、材質の違いにより用途や性能に違いがあります。では、どの素材が良いのでしょうか？具体的にどうやって選べばいいの？編集者は、分析と比較のために 8 つの一般的なシーリング ガスケットを選択しました。詳細なパラメータを理解することによってのみ、より正確な選択が可能になります。
1. 工業用ゴムシート
天然ゴムは水、海水、空気、不活性ガス、アルカリ、塩水などの媒体に適していますが、鉱物油や非極性溶剤には耐性がありません。長期使用温度は90度を超えず、低温性能も優れています。 -60 度以上で使用できます。
ニトリルゴムは、石油、潤滑油、燃料油などの石油製品に適しています。長期使用温度は120度、高温油中では150度まで耐えられ、低温範囲は-10です~-20度。
クロロプレンゴムは海水、弱酸、弱塩基、食塩水に適しています。耐酸素老化性、耐オゾン老化性に優れ、耐油性はニトリルゴムには劣りますが、他の一般ゴムよりは優れています。長期使用温度は90度以下で、最高使用温度は130度を超えません。最低気温は-30~-50度です。
フッ素ゴムには複数の種類があり、それぞれ耐酸性、耐酸化性、耐油性、耐溶剤性に優れています。ほとんどすべての酸性媒体および一部の油および溶剤で使用でき、長期使用温度は 200 度未満です。
ゴムシートは、パイプラインや頻繁に分解されるマンホールやハンドホールのフランジガスケットとして一般的に使用され、圧力は1.568MPa以下です。ゴムガスケットは各種ガスケットの中で最も柔らかく密着性に優れ、少ない仮締め力でシール効果が得られます。そのため、ガスケットは厚みや硬度が低いため、内圧が加わった際にはみ出しやすくなります。
ベンゼン、ケトン、エーテルなどの有機溶剤中で使用されるゴムシートは、膨潤、重量増加、軟化、固着が発生しやすく、シール不良の原因となります。通常、膨潤度が30％を超えると使用できません。
低圧（特に0.6MPa未満）および真空条件下では、ゴムパッドの使用がより適しています。ゴム素材は密度が高く、通気性が低いです。例えば、真空容器のシール用ガスケットとしてはフッ素ゴムが最適であり、最高真空度は1.3×10-7Paです。ゴムパッドを10-1〜10-7Paの真空範囲で使用する場合は、ベーキングと真空引きが必要です。
2. アスベストゴムシート
他のガスケットに比べて価格が安く、使いやすい。最大の問題は、ガスケット材料にゴムと一部の充填剤が添加されているにもかかわらず、相互につながった小さな細孔を完全に埋めることができず、微量の浸透が生じることです。したがって、圧力や温度が高くなくても、汚染度の高い媒体には使用できません。一部の高温油媒体で使用すると、通常使用後期にゴムやフィラーの炭化により強度が低下し、材質が緩んだり、界面やガスケット内部に浸透が生じてコーキングが発生することがあります。そして喫煙。また、石綿ゴムシートは高温になるとフランジシール面に固着しやすく、ガスケットの交換に手間がかかります。
ガスケットの各種媒体における加熱条件での使用圧力は、ガスケット素材の強度保持率に依存します。石綿繊維材料中には結晶水と吸着水が存在します。 110 度では、繊維間に吸着された水の 2/3 がすでに沈殿しており、繊維の引張強度は約 10% 低下します。 368 度では、吸着された水はすべて沈殿し、繊維の引張強度は約 20% 減少します。 500度を超えると結晶水が析出し始め、強度が低下します。
この媒体は、アスベストゴムシートの強度にも大きな影響を与えます。アスベストゴムシートには塩化物イオンと硫化物が含まれており、水を吸収すると金属フランジを備えた元のバッテリーを容易に腐食させる可能性があります。特に耐油石綿ゴムシートは、通常の石綿ゴムシートに比べて硫黄分が数倍多く含まれているため、非油性媒体への使用には適していません。ガスケットは油や溶剤中で膨潤することがありますが、一定の範囲内であればシール性能にはほとんど影響しません。たとえば、400 耐油性アスベストゴムシートは、吸油重量の増加が 15% を超えてはならないという要件のもと、周囲温度の航空燃料に 24- 時間浸漬試験を受けます。
3. ポリテトラフルオロエチレン
ポリテトラフルオロエチレンは、圧力および高温下でコールドフローおよびクリープを起こしやすいため、一般に、低圧、中温、強酸、強塩基、ハロゲン、薬品などの腐食性が高く、汚染のない媒体で使用されます。使用温度は150度、圧力は1MPa以下です。ポリテトラフルオロエチレンを充填すると強度は高くなりますが、使用温度は200度を超えず、耐食性は低下します。ポリテトラフルオロエチレンパッドの最大使用圧力は、一般に 2MPa を超えません。
温度の上昇により、材料にクリープが発生し、シール圧力が大幅に低下します。加熱しなくても時間が経つとシール面の圧縮応力が減少し、「応力緩和現象」が起こります。この現象はさまざまなガスケットで発生しますが、PTFE ガスケットの応力緩和現象はより深刻なため注意が必要です。
ポリテトラフルオロエチレンは摩擦係数が比較的小さく（圧縮応力4MPa以上、摩擦係数0.035-0.04）、仮締め時にガスケットが外側に滑りやすいため、凹凸のあるフランジ面を使用するのが最適です。平らなフランジを使用すると、ガスケットの外径がボルトに接触し、ガスケットの外側への滑りを防止できます。
ホーロー器具は磁器釉薬の層を金属表面に吹き付けて焼結することによって作られているため、釉薬層は非常に脆いです。また、釉薬層の吹き付けムラや流動により、フランジ面の平坦度が悪くなります。金属複合ガスケットの使用は釉薬層を損傷しやすいため、石綿ボードとゴムを芯材とした PTFE パッドの使用をお勧めします。フランジ面に密着しやすく耐食性にも優れたクッションです。
多くの工場では、ポリテトラフルオロエチレンテープを巻いたアスベストゴムシートを、低温・高圧の腐食性の高い媒体中で使用しており、頻繁に分解されるマンホールやパイプラインに使用されています。製作や使用が便利なため、非常に人気があります。
4. 石綿樹脂板及び含浸石綿板用ガスケット
使用温度80度、圧力0.6MPa以下で、さまざまな酸性媒体のパイプライン、ポンプ、バルブ、入口および出口フランジに一般的に使用されます。
アスベストガスケットは、圧力が 0.1MPa 未満、温度が 800 度を超えない、低圧高温条件に適しています。また、機器の特定の要件に応じて、さまざまな幅、厚さ、直径のガスケットに織り込むことができます。または、アスベストテープを切り取り、フランジの表面に直接貼り付けます。大型の硫酸・硝酸酸化炉の界面や一部の未加工設備に使用されており、その効果は従来のアスベストロープをはるかに上回ります。
5.金属で包まれたアスベストパッド
石綿シートや石綿ゴムシートを金属シートで覆うことにより媒体との直接接触を防ぎ、石綿繊維の強度低下や漏洩を防ぎ、石綿ゴムシートの使用範囲が広がります。
金属で包まれたアスベストパッドを使用するための一般的な温度は450度（大気圧〜0.16MPaの排ガス中など、600〜700度に達するものもあります）、使用圧力は4MPaで、最大で6MPa。さらに圧力が上昇すると、ガスケットが横流れしやすくなり、重なり部分から芯材が押し出されます。
金属巻きアスベストパッドはボルトの締付け力が高いため、圧力が2.45MPa以下であっても重量が25kg未満のフランジは使用できません。フランジやボルトの剛性が不足して変形し、シール不良の原因となります。芯材を弾性の良い合成ゴムに変更すると締め付け力が低下するのではないかと考える人もいます。実際にはそうではなく、芯材が軟化すると締結力が芯材に吸収されてしまい、金属板をフランジ面に密着させるのに必要な締結力が得られず、ガスケットが損傷しやすくなります。 。さらに、高濃度の塩化物イオンを含む媒体や酸性媒体では、ステンレス鋼パッドと鉄パッドの重なり部分に隙間腐食が発生しやすくなります。
温度が450度を超える場合、コア材料としてセラミックファイバーまたはカーボンファイバーを使用できます。ある製鉄所では、1100度の高温に耐えるメタルクラッドセラミックファイバーガスケットを使用していますが、2年間使用しても損傷はありません。コア材料として柔軟なグラファイトを使用すると、金属で包まれたアスベストパッドよりも効果的です。
メタルガスケットはさまざまな形状に加工でき、各種熱交換器や反応器の大型カバー、搬入出穴、マンホールフランジなどに幅広く使用されています。
メタルガスケットの表面には柔軟なグラファイトシートの層が適用されます。表面コーティングのない同様のメタルガスケットと比較して、このガスケットは予圧比が小さく、シール性能が優れています。
既存の柔軟なグラファイトリンクリングテープを金属パッド、金属平坦パッド、歯付きパッド、さらにはアスベストゴムパッドの表面に適用することで、多くの漏れ問題が解決されました。例えば、ある工場の熱交換器は圧力5.88MPa、温度450度、媒体は水素・石油・ガスです。以前に金属製の平らなパッドと歯付きパッドを使用したことがありますが、どちらも漏れがありました。その後、この問題を解決するために、フラットパッドに柔軟なグラファイトのしわテープが貼り付けられました。このガスケットの形状はフランジガスケットの漏れを解決するための簡単な対策であり、フレキシブルグラファイトテープの作業品質は機器が正常に動作できるかどうかに直接影響することに注意してください。テープの裏側に接着剤の層を塗布すると、コーティングの品質が向上します。
6. 金属巻線パッド
金属ラップパッドは、金属の耐熱性、弾力性、強度、および非金属材料の柔軟性を巧みに利用し、より優れたシール性能をもたらします。その中でも、ステンレススチールで包まれたフレキシブルグラファイトパッドの性能は最高です。石綿ラッピングパッドに比べて仮締め比が小さく、石綿繊維の毛細管漏れのデメリットがありません。図2-10は、プリテンション比と漏れ率の関係曲線を示しています。油媒体では、金属ストリップには一般に 0Cr13 が使用されますが、他の媒体には 1Cr18Ni9Ti が推奨されます。
ステンレス鋼ストリップのフレキシブルグラファイト巻取パッドは、ガス媒体中では 14.7MPa (最大 19.6MPa) の圧力で使用でき、液体中では 30MPa まで使用できます。温度-190〜+600度（嫌気性および低圧条件下では1000度まで使用可能）。
ポリテトラフルオロエチレンは耐低温性に優れており、低温での耐力は室温よりもはるかに高くなります。そのため、PTFE 巻き取りパッドは液体炭化水素などの低温媒体に使用できます。同時に、金属ストリップの追加により熱伝導率が向上し、ポリテトラフルオロエチレン巻線パッドの使用温度は250度に達し、酸性媒体では9MPaおよび200度まで使用できます。
スパイラル ラップ パッドは、圧力と温度の変動が大きい熱交換器、反応器、パイプライン、バルブ、ポンプの入口および出口フランジに適しています。中～高圧、300℃を超える温度では内輪、外輪、内外輪の使用を考慮してください。凹凸フランジを使用する場合は内輪付きラッピングパッドを使用するとより効果的です。
フレキシブルグラファイト巻回パッドの両面にフレキシブルグラファイトシートを適用すると、良好なシール効果が得られます。大型肥料工場の廃熱ボイラーは高温高圧の重要な設備です。外輪を備えた柔軟なグラファイトで包まれたパッドを使用しており、最大負荷では漏れませんが、負荷を軽減すると漏れます。ガスケットの両側に厚さ0.5mmの柔軟な黒鉛板を追加し、円弧状に切り出し、接合部分を斜めの口で重ね合わせたところうまくいきました。
7. メタルフラットパッド、波形パッド、歯型パッド メタルフラットパッド、メタル波形パッド
一般的に中高圧バルブ、パイプライン、小径機器のフランジに使用されます。使用する圧力は温度により異なり、前者では1.568～31.36MPa、後者では1.568～3.92MPaとなります。ガスケットの材質は媒体と温度に基づいて選択されます。
8. 八角形と楕円形のパッド
台形溝フランジに使用される八角形ガスケットや楕円形ガスケット（精錬業界では通称「土鋼リング」と呼ばれています）はシール性が良好です。溝の円錐面では、八角形のパッドは面接触、楕円形のパッドは線接触になります。したがって、楕円形パッドは低い締結力でも良好な接着力を有するが、二次締結が必要である。また、八角形のパッドは一般に、一度締めると漏れが起こりにくくなります。欠点としてはボルトの締め付け力が大きく、低圧高温環境で使用する場合はフランジグレードがpg25kg以上必要となることです。
