GOZ産業用バルブにおける表面粗さ(Ra)とシール面の完全性
I. Raは「平均偏差」にすぎない
Raは、評価長さ内における輪郭高さ偏差の絶対値の算術平均です。表面が全体的に粗いか滑らかかを示しますが、山と谷の形状を完全に記述することはできません。2つの表面が類似したRa値を示すことがあります。一方は細かく均一な山と谷を持ち、もう一方は大部分が平坦でありながら深い溝を含んでいます。類似した平均値は、同じシール性能を保証するものではありません。深い溝がシール接触帯を横切ると、ダムの下の水路のように機能します。ParkerのOリングハンドブックは、Raだけではシール面の比較には不十分であると明確に警告しています。山から谷への深さ、負荷支持面積、その他の情報と組み合わせる必要があります。類似した平均値は、同一の山と谷の形態を意味するものではありません。
II. 粗さが合格しても、表面全体が許容されるわけではない
粗さは短波長の微細な不規則性に関わる問題であり、うねり、平坦度、ひずみはより大きなスケールの問題である。触針が短い距離を走査した場合、美しいRaを示すことがあるが、フランジ全体がわずかに反っていたり、工具振動による周期的なうねりが残っていたりすることがある。組立後、シールは高点でのみ圧縮され、低点での接触圧力は不十分となる。圧力と温度が上昇すると、媒体は弱い領域を通って浸透する。この時点で、表面を鏡面仕上げに研磨しても、局所的な圧力損失を治すことはしばしばできない。
見落とされがちな測定の落とし穴も存在する。サンプリング長さ、カットオフ波長、測定方向、および位置によって結果が変わる。加工痕に沿って測定する場合とそれに垂直に測定する場合では、得られる情報が異なる。単一の短いトレースでは、円周方向のシーリングバンド全体を代表することはできない。したがって、測定条件は工程および検査要件に明記し、再試験時にも一貫して維持する必要がある。微細な粗さだけでなく、大規模な形状誤差も検討しなければならない。
III. 単一の貫通傷はRaよりも危険な場合がある
Raは統計的なパラメータであり、ランダムな欠陥を確実に捉えられるとは限らない。損傷、研磨粒子に引きずられた傷、または工具の引き抜き跡が、高圧側からシール帯を横切る場合、連続的な漏れ経路を形成する可能性がある。測定位置がたまたまそれを避けた場合、レポートは依然として合格となる。したがって、シール面の検査は、固定位置での単一の「スポットチェック」に依存することはできない。洗浄後、低角度の光の下でシール帯を検査し、貫通傷、圧痕、多孔性、および局所的な腐食に注目し、再測定または再加工が必要かどうかを判断する。最も危険な欠陥は、多くの場合、シール帯全体を横断する局所的な欠陥である。
IV. テクスチャの方向はシーリングタイプから切り離せない
回転リップシールの場合、軸表面の方向性のある加工痕はポンピング効果を生じさせることがあります。そのため、SKFは軸表面の螺旋状の痕跡を低減することを重視しています。しかし、特定の静的ガスケットフランジでは、メーカーがガスケットのかみ込みを助けるために、制御された同心状または螺旋状のセレーションを指定することがあります。これは、「滑らかであればあるほど良い」とか「螺旋状の痕跡は常に間違っている」という考え方がどちらも不正確であることを示しています。正しいアプローチは、まず静的シールと動的シール、シール材料、媒体、圧力を区別し、その特定の構成に対して図面およびシールサプライヤーが指定する表面要件を実行することです。
V. 5段階の現場トラブルシューティング
- シールタイプと適用可能な表面仕様を確認する。
- シールバンド全体を徹底的に清掃し、目視検査する。
- Raに加えて、仕様で要求されるRz、Rmax、または材料支持率(負荷面積)を検証する。
- うねり、平坦度、平行度、および貫通欠陥を確認する。
- 正しい組立および負荷条件下で漏れ検証を実施する。
まず局所的な欠陥を探し、次にパラメータと形状のチェックで補完する。
粗さ計は「漏れなし」の証明書を提供するものではなく、表面に関する部分的な情報を提供するものである。次回、許容範囲のRaにもかかわらず漏れが発生した場合、まず深い溝、うねり、または表面全体の歪みを確認するだろうか?