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バルブ用ガスケットとパッキングのヒント
作成日 2024.08.06
ガスケットとパッキングのシーリングに影響を与える主な要因は7つあります：
1. 流体の性質：液体の粘度は、パッキングやガスケットの密閉性に大きな影響を与え、流体の粘度は流動性が悪いため、シールが容易です。液体の粘度は気体のそれよりもはるかに大きいため、液体は気体よりもシールしやすいです。飽和蒸気は過熱蒸気よりもシールしやすいです。なぜなら、飽和蒸気は水滴を凝縮させ、シール面間の漏れ経路を塞ぐからです。流体の分子体積が大きいほど、狭いシール隙間によってブロックされる可能性が高くなり、シールが容易になります。液体のシール材料に対する濡れ性もシールに影響を与えます。浸透しやすい液体は、ガスケットや充填材の内部の微細孔の毛細管現象により、浸透漏れを起こしやすいです。
2. シーリング面の表面状態：シーリング面の形状と表面粗さはシーリングに一定の影響を与え、滑らかな表面はシーリングに有利です。柔らかいガスケットは変形しやすいため、表面状態に対して鈍感ですが、硬いガスケットの場合、表面状態は非常に影響を与えます。
3. ガスケットとパッキングの材料：柔らかい材料は、プリロードの作用下で弾性または塑性変形を生じやすく、流体漏れのチャネルを塞ぐため、シーリングに有利です。しかし、柔らかい材料は一般的に高圧流体の作用に耐えることができません。シーリング材料の耐腐食性、耐熱性、密閉性、および親水性は、シーリングに一定の影響を与えます。
4. シール面の接触幅：シール面とガスケットまたはパッキングの間の接触幅が大きいほど、流体の漏れが通過する必要のある経路が長くなり、流れの抵抗損失が大きくなり、シールに寄与します。しかし、同じ圧力で接触幅が大きくなると、シールの特定圧力は低下します。したがって、シールの材料に応じて適切な接触幅を見つける必要があります。
5. 流体の温度
6. シール面の特定圧力：シール面間の単位接触面にかかる法線力をシール特定圧力と呼び、シール面の特定圧力の大きさは、ガスケットやパッキングのシールに影響を与える重要な要素です。通常、プリロードをかけることによってシール面に一定の特定圧力が発生し、シールが変形してシール接触面間の隙間を減少または排除し、流体の通過を防ぎ、シールの目的を達成します。流体圧の影響により、シール面の特定圧力が変化することに注意が必要です。シール面の特定圧力の増加はシールに有利ですが、シール材料の押出強度によって制限されます。動的シールの場合、シール面の特定圧力の増加は、摩擦抵抗の相応の増加も引き起こします。
7. 外部条件の影響：配管システムの振動、接続部品の変形、取り付け位置のずれなどの理由により、シールに追加の力が加わり、シールに悪影響を及ぼすことがあります。特に、振動はシール面間の圧縮力に周期的な変化を引き起こし、接続ボルトが緩む原因となり、シールの失敗を引き起こします。振動の原因は外部要因である場合もあれば、システム内部の流体の動きによる場合もあります。信頼性のあるシールを確保するためには、これらの要因を慎重に考慮する必要があり、ガスケットやパッキング材料の製造と選定が重要です。
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