JP2014196803A - Method for evaluating bearing retentivity of fluorine resin gasket for pipe seal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの面圧保持性の評価方法に関する。さらに詳しくは、例えば、配管同士の接続部における配管用シール材などとして使用される配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの高温時における面圧保持性の評価方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating surface pressure retention of a fluororesin gasket for piping seal. More specifically, for example, the present invention relates to a method for evaluating a surface pressure retention property at a high temperature of a fluororesin gasket for piping seal used as a piping sealing material or the like in a connection portion between piping.
一般に、配管用シール材には、フッ素樹脂製ガスケット、メタルジャケットガスケット、うず巻形ガスケットなどのガスケットが用いられている。高い応力緩和性と高い気密性（シール性）とが両立した配管シール用フッ素樹脂製ガスケットとして、例えば、黒鉛、カーボンブラックなどの炭素系充填材、タルクなどの無機系充填材、樹脂粉体、炭素繊維などの繊維材などの充填材が配合された充填材入りフッ素樹脂シートからなるガスケットなどが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Generally, gaskets such as fluororesin gaskets, metal jacket gaskets, and spiral wound gaskets are used as piping sealing materials. Fluororesin gaskets for piping seals that have both high stress relaxation and high air tightness (sealability), for example, carbon-based fillers such as graphite and carbon black, inorganic fillers such as talc, resin powder, There has been proposed a gasket made of a fluororesin sheet containing a filler in which a filler such as a fiber material such as carbon fiber is blended (for example, see Patent Document 1).
前記ガスケットは、応力緩和性および高い気密性が良好であるが、当該ガスケットを２つのフランジの間に挟み、ボルトで固定した直後から、ボルト軸力が徐々に低下する。ボルト軸力の低下は、特に配管内に導入された高温の流体の流動が停止し、前記ガスケットの温度が低下したときに大きくなる。ガスケットが一般に使用される状況を考慮すれば、配管内への高温の流体の導入の停止が１カ月あたり１回の割合で行なわれたときに、短くても１年間はガスケットを使用することができることが望まれる。 The gasket has good stress relaxation and high airtightness, but the bolt axial force gradually decreases immediately after the gasket is sandwiched between two flanges and fixed with bolts. The decrease in the bolt axial force increases particularly when the flow of the high-temperature fluid introduced into the pipe stops and the temperature of the gasket decreases. Considering the situation in which gaskets are generally used, it is possible to use a gasket for a period of at least one year when the introduction of hot fluid into the pipe is stopped once per month. It is hoped that it can be done.
ガスケットの高温時における特性を評価する方法として、例えば、ＪＩＳ Ｒ３４５３で規定されている応力緩和率を指標とする方法が一般的である（例えば、特許文献２の「表２」参照）。しかし、応力緩和率を指標としてボルト軸力の低下の程度を評価したとき、当該応力緩和率は、フランジ締付体におけるフランジの大きさ、ガスケットの大きさ、ボルトの大きさ、使用期間などによって左右されるため、実際にガスケットが使用されている環境におけるガスケットの高温時における面圧保持性を適切に評価することが困難である。 As a method for evaluating the characteristics of the gasket at a high temperature, for example, a method using a stress relaxation rate defined in JIS R3453 as an index is common (see, for example, “Table 2” in Patent Document 2). However, when evaluating the degree of decrease in bolt axial force using the stress relaxation rate as an index, the stress relaxation rate depends on the flange size, gasket size, bolt size, service life, etc. Therefore, it is difficult to appropriately evaluate the surface pressure retention at a high temperature of the gasket in an environment where the gasket is actually used.
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、例えば、配管内に導入されている高温の流体の導入の停止が１カ月あたり１回の割合で行なわれた場合であっても、短くても１年間はガスケットを使用することができるかどうかを試験しなくても長期間にわたる高温時における面圧保持性を容易に評価することができる配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの面圧保持性の評価方法を提供することを課題とする。また、本発明は、例えば、配管内に導入される高温の流体の導入の停止が１カ月あたり１回の割合で行なわれた場合であっても、短くても１年間は高温時における面圧保持性に優れる配管シール用フッ素樹脂製ガスケットを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the prior art, for example, even when the introduction of the high-temperature fluid introduced into the pipe is stopped once per month, Maintaining the surface pressure of a fluororesin gasket for piping seals that can easily evaluate the surface pressure retention at high temperatures over a long period of time without testing whether the gasket can be used for a year even if it is short It is an object to provide a method for evaluating sex. In addition, the present invention provides, for example, a case where the introduction of a high-temperature fluid introduced into a pipe is stopped at a rate of once per month, even if the surface pressure at a high temperature is as short as one year. It is an object of the present invention to provide a fluororesin gasket for piping seal that is excellent in retainability.
本発明は、
（１） 配管同士の接続部をシールするために用いられる配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの高温時における面圧保持性を評価する方法であって、２００℃の温度で面圧３５ＭＰａの締め付け圧における圧縮率が１５％以下であることを基準として配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの面圧保持性を評価することを特徴とする配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの高温時における面圧保持性の評価方法、および
（２） 配管同士の接続部をシールするために用いられる配管シール用フッ素樹脂製ガスケットであって、２００℃の温度で面圧３５ＭＰａの締め付け圧における圧縮率が１５％以下であることを特徴とする配管シール用フッ素樹脂製ガスケット
に関する。
The present invention
(1) A method for evaluating the surface pressure retention property at a high temperature of a fluororesin gasket for piping seal used for sealing a connection portion between pipes at a temperature of 200 ° C. and a clamping pressure of 35 MPa. A method for evaluating the surface pressure retention of a fluororesin gasket for piping seals at a high temperature, wherein the surface pressure retention of a fluororesin gasket for piping seals is evaluated based on a compression ratio of 15% or less And (2) a fluororesin gasket for pipe seal used for sealing a connection portion between pipes, and having a compression rate of 15% or less at a fastening pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C. The present invention relates to a fluororesin gasket for piping sealing.
本発明の配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの高温時における面圧保持性の評価方法によれば、例えば、配管内に導入されている高温の流体の導入の停止が１カ月あたり１回の割合で行なわれた場合であっても、短くても１年間はガスケットを使用することができるかどうかを試験しなくても高温時における面圧保持性を容易に評価することができるという優れた効果が奏される。また、本発明の配管シール用フッ素樹脂製ガスケットは、例えば、配管内に導入される高温の流体の導入の停止が１カ月あたり１回の割合で行なわれた場合であっても、短くても１年間は高温時における面圧保持性に優れるという優れた効果を奏する。 According to the method for evaluating the surface pressure retention property at a high temperature of the fluororesin gasket for pipe seal according to the present invention, for example, the introduction of the high temperature fluid introduced into the pipe is stopped once per month. Even if it is performed, the excellent effect that the surface pressure retention at a high temperature can be easily evaluated without testing whether the gasket can be used for at least one year. Played. In addition, the fluororesin gasket for pipe seal according to the present invention can be used, for example, when the introduction of the high-temperature fluid introduced into the pipe is stopped once per month or short. For one year, there is an excellent effect of excellent surface pressure retention at high temperatures.
本発明の配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの高温時における面圧保持性の評価方法は、前記したように、２００℃の温度で面圧３５ＭＰａの締め付け圧における圧縮率が１５％以下であることを基準として配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの高温時における面圧保持性を評価することを特徴とする。２００℃の温度で面圧３５ＭＰａの締め付け圧における配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの圧縮率が１５％以下であるとき、短くても１年間は面圧保持性に優れると評価することができる。 As described above, the method for evaluating the surface pressure retention property at a high temperature of the fluororesin gasket for pipe seal according to the present invention is such that the compressibility at a fastening pressure of 35 MPa at a surface pressure of 200 ° C. is 15% or less. It is characterized by evaluating the surface pressure retention property at a high temperature of a fluororesin gasket for piping seal as a reference. When the compression rate of the fluororesin gasket for pipe seals at a clamping pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C. is 15% or less, it can be evaluated that the surface pressure retention is excellent for at least one year.
なお、本明細書において、「圧縮率」は、ガスケットに所定面圧を付加した際に、ガスケットが圧縮される変位（ｍｍ）をガスケットの元の厚さ（ｍｍ）で除した値の百分率（％）を意味する。「応力緩和率」は、ガスケットに一定の歪を与えた状態で加熱した後、冷却し、生じた応力の低下を起こす比率を意味し、より具体的にはＪＩＳ Ｒ３４５３に準じて測定された値を意味する。「ボルト軸力」は、２つのフランジ間にガスケットを挟み、フランジ同士をボルトで締め付けることによって発生する軸力（ボルトの軸方向に加わる力）を意味する。このボルト軸力が低下すると、フランジ間に緩みが生じるため、配管内の流体が当該フランジ間から漏洩するようになる。 In this specification, the “compression ratio” is a percentage of a value obtained by dividing the displacement (mm) by which the gasket is compressed when a predetermined surface pressure is applied to the gasket by the original thickness (mm) of the gasket ( %). “Stress relaxation rate” means a ratio that causes a decrease in stress generated after heating in a state where a gasket is given a certain strain, and more specifically, a value measured in accordance with JIS R3453. Means. “Bolt axial force” means an axial force (force applied in the axial direction of a bolt) generated by sandwiching a gasket between two flanges and fastening the flanges with bolts. When this bolt axial force is reduced, loosening occurs between the flanges, so that the fluid in the pipe leaks from between the flanges.
本発明に用いられる配管シール用フッ素樹脂製ガスケットは、例えば、フッ素樹脂、充填材、および必要により加工助剤を含有するガスケット形成用樹脂組成物をシート状に成形することによって製造することができる。 The fluororesin gasket for piping seal used in the present invention can be produced, for example, by molding a resin composition for forming a gasket containing a fluororesin, a filler, and, if necessary, a processing aid into a sheet shape. .
フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのフッ素樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらのフッ素樹脂のなかでは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、成形性および加工性の観点から好ましい。 Examples of the fluororesin include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), and tetrafluoroethylene-ethylene copolymer. Polymer (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer (ECTFE), and the like are exemplified, but the present invention is limited only to such examples. It is not something. These fluororesins may be used alone or in combination of two or more. Among these fluororesins, polytetrafluoroethylene (PTFE) is preferable from the viewpoints of moldability and processability.
フッ素樹脂は、粉末状のものであってもよく、あるいはフッ素樹脂粉末を溶媒に分散させた分散液であってもよい。フッ素樹脂粉末の分散液は、充填材を容易に均一に分散させることができるという利点がある。 The fluororesin may be in the form of a powder or may be a dispersion in which a fluororesin powder is dispersed in a solvent. The dispersion of the fluororesin powder has an advantage that the filler can be easily and uniformly dispersed.
充填材としては、例えば、黒鉛、カーボンブラック、活性炭、カーボンナノチューブなどの炭素系充填材；タルク、マイカ、クレー、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムなどの無機充填材；ポリフェニレンサルファイドなどの樹脂の紛体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。充填材の平均粒子径は、好ましくは０．１〜１００μｍ、より好ましくは１〜３０μｍである。なお、充填材の平均粒子径は、レーザー回折散乱法で測定した粒度分布において、累積個数が５０％となるときの粒子径（メジアン径）である。充填材の形状は、均一に分散させる観点から、球状であることが好ましい。ガスケット形成用樹脂組成物における充填材の含有率は、当該ガスケットの種類などによって異なるので一概には決定することができないが、通常、５〜６０質量％程度であることが好ましい。 Examples of the filler include carbon-based fillers such as graphite, carbon black, activated carbon, and carbon nanotubes; inorganic fillers such as talc, mica, clay, calcium carbonate, and magnesium oxide; resin powders such as polyphenylene sulfide. However, the present invention is not limited to such examples. The average particle diameter of the filler is preferably 0.1 to 100 μm, more preferably 1 to 30 μm. The average particle diameter of the filler is the particle diameter (median diameter) when the cumulative number becomes 50% in the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method. The shape of the filler is preferably spherical from the viewpoint of uniform dispersion. The content of the filler in the resin composition for forming a gasket varies depending on the type of the gasket and cannot be determined unconditionally, but it is usually preferably about 5 to 60% by mass.
加工助剤としては、例えば、パラフィン系炭化水素溶媒などの石油系炭化水素溶媒などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。石油系炭化水素溶媒は、商業的に容易に入手することができるものであり、その例としては、アイソパーＣ、アイソパーＥ、アイソパーＧ、アイソパーＨ、アイソパーＬ、アイソパーＭ〔以上、エクソンモービル（有）製、商品名〕などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。ガスケット形成用樹脂組成物における加工助剤の含有率は、当該ガスケットの種類などによって異なるので一概には決定することができないが、通常、５〜３５質量％程度であることが好ましい。 Examples of processing aids include petroleum hydrocarbon solvents such as paraffinic hydrocarbon solvents, but the present invention is not limited to such examples. Petroleum hydrocarbon solvents are those that can be easily obtained commercially. For example, Isopar C, Isopar E, Isopar G, Isopar H, Isopar L, Isopar M [above, ExxonMobil (existing) ), Product name] and the like, but the present invention is not limited to such examples. The content of the processing aid in the resin composition for forming a gasket varies depending on the type of the gasket and the like and cannot be determined unconditionally. However, it is usually preferably about 5 to 35% by mass.
ガスケット形成用樹脂組成物には、本発明の目的が阻害されない範囲内で、例えば、テルペン樹脂、テルペン−フェノール樹脂、クマロン樹脂、クマロン−インデン樹脂、ロジンなどの粘着性付与剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、重合禁止剤、充填剤、顔料などの着色剤などが適量で含まれていてもよい。 The gasket-forming resin composition includes, for example, a terpene resin, a terpene-phenol resin, a coumarone resin, a coumarone-indene resin, a tackifier such as rosin, an ultraviolet absorber, and the like within a range that does not hinder the object of the present invention. Antioxidants, polymerization inhibitors, fillers, colorants such as pigments, and the like may be contained in appropriate amounts.
ガスケット形成用樹脂組成物は、フッ素樹脂、充填材、必要により、加工助剤、添加剤などを任意の順序で一度に、または少量ずつ複数回に分けて均一な組成を有するように混合することによって調製することができる。なお、均一な組成を有するガスケット形成用樹脂組成物を得るために、ガスケット形成用樹脂組成物に加工助剤を過剰量で添加し、十分に撹拌した後に、過剰量の加工助剤を、例えば、濾過、揮散などの手段によって除去してもよい。 The gasket-forming resin composition is a mixture of fluororesin, filler, and, if necessary, processing aids, additives, etc. in any order at once or in small portions divided into multiple portions so as to have a uniform composition. Can be prepared. In order to obtain a gasket-forming resin composition having a uniform composition, after adding a processing aid to the gasket-forming resin composition in an excessive amount and stirring sufficiently, It may be removed by means such as filtration, volatilization.
２００℃の温度で面圧３５ＭＰａの締め付け圧で締め付けたときの配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの圧縮率は、前記ガスケット形成用樹脂組成物の組成を適宜調整することにより、容易に調節することができる。 The compression rate of the fluororesin gasket for pipe sealing when tightened with a tightening pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C. can be easily adjusted by appropriately adjusting the composition of the resin composition for gasket formation. it can.
配管シール用フッ素樹脂製ガスケットは、前記ガスケット形成用樹脂組成物を用い、予備成形、圧延、乾燥および焼成を順次行なうことによって製造することができる。 The fluororesin gasket for pipe sealing can be manufactured by sequentially performing preforming, rolling, drying and firing using the gasket-forming resin composition.
ガスケット形成用樹脂組成物の予備成形は、例えば、ガスケット形成用樹脂組成物を押出成形することによって行なうことができる。この押出成形により、プレフォーム（押出成形物）が得られる。押出成形物（プレフォーム）の形状は、特に限定されないが、その後のシート形成の効率、シート性状の均質性などを考慮すると、ロッド状またはリボン状であることが好ましい。 The preforming of the gasket-forming resin composition can be performed, for example, by extruding the gasket-forming resin composition. By this extrusion molding, a preform (extruded product) is obtained. The shape of the extruded product (preform) is not particularly limited, but it is preferably a rod shape or a ribbon shape in consideration of the efficiency of subsequent sheet formation, the uniformity of the sheet properties, and the like.
次に、前記で得られた押出成形物（プレフォーム）を圧延する。押出成形物（プレフォーム）を圧延する方法としては、例えば、押出成形物（プレフォーム）を二軸ロールなどの圧延ロール間に通過させ、シート状に圧延、成形する方法などが挙げられる。押出成形物（プレフォーム）を圧延することによって得られた圧延シートをさらに複数回圧延してもよい。圧延シートの圧延を繰り返すことにより、圧延シートの内部をさらに緻密化させることができる。なお、圧延シートをさらに圧延させる場合には、通常、圧延を繰り返すごとに圧延ロールのロール間隔を狭くする。例えば、二軸ロールを用いて押出成形物（プレフォーム）を圧延することにより、圧延シートを製造する場合には、たとえば圧延ロール間距離を０．５〜２０ｍｍに調整し、圧延ロールの表面の移動速度（シート押出速度）を５〜５０ｍｍ／秒に設定して押出成形物（プレフォーム）を圧延することができる。 Next, the extruded product (preform) obtained above is rolled. Examples of the method for rolling the extrusion-molded product (preform) include a method of passing the extrusion-molded product (preform) between rolling rolls such as a biaxial roll, and rolling and molding the sheet. A rolled sheet obtained by rolling an extruded product (preform) may be further rolled a plurality of times. By repeatedly rolling the rolled sheet, the inside of the rolled sheet can be further densified. In addition, when rolling a rolled sheet further, the roll space | interval of a rolling roll is normally narrowed whenever rolling is repeated. For example, when a rolled sheet is produced by rolling an extrudate (preform) using a biaxial roll, for example, the distance between the rolling rolls is adjusted to 0.5 to 20 mm, and the surface of the rolling roll is adjusted. The extruded product (preform) can be rolled by setting the moving speed (sheet extrusion speed) to 5 to 50 mm / second.
前記で得られた圧延シートには、加工助剤が残存している場合には、必要により、当該圧延シートを常温で放置するか、またはフッ素樹脂の沸点以下の温度で圧延シートを加熱することにより、加工助剤を除去してもよい。 If the processing aid remains in the rolled sheet obtained above, if necessary, the rolled sheet is left at room temperature or heated at a temperature below the boiling point of the fluororesin. Thus, the processing aid may be removed.
次に、前記で得られた圧延シートを焼成する。圧延シートを焼成する方法としては、例えば、圧延シートをフッ素樹脂の融点以上の温度で加熱し、焼結させる方法などが挙げられる。加熱温度は、フッ素樹脂の種類によって異なるが、圧延シート全体を均一に焼成するとともに、高温でフッ素系ガスが発生することを抑制する観点から、３４０〜３７０℃程度であることが好ましい。 Next, the rolled sheet obtained above is fired. Examples of the method for firing the rolled sheet include a method in which the rolled sheet is heated and sintered at a temperature equal to or higher than the melting point of the fluororesin. Although heating temperature changes with kinds of fluororesin, it is preferable that it is about 340-370 degreeC from a viewpoint which suppresses generation | occurrence | production of fluorine gas at high temperature while baking the whole rolling sheet uniformly.
以上のようにして焼成された配管シール用フッ素樹脂製ガスケットは、そのままの状態でガスケットとして用いてもよく、あるいは所望の形状に裁断した後にガスケットとして用いてもよい。 The fluororesin gasket for piping seal fired as described above may be used as it is as a gasket, or may be used as a gasket after being cut into a desired shape.
本発明においては、２００℃の温度で面圧３５ＭＰａの締め付け圧における圧縮率が１５％以下であることを基準として配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの高温時における面圧保持性を評価するという操作が採られているので、実際に配管内に導入されている高温の流体の導入の停止が１カ月あたり１回の割合で１年間試験を行なわなくても、容易に高温時における面圧保持性を評価することができる。 In the present invention, the operation of evaluating the surface pressure retention property at a high temperature of the fluororesin gasket for pipe seal based on the fact that the compression rate at a clamping pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C. is 15% or less. Therefore, it is easy to maintain the surface pressure at high temperatures without stopping the introduction of the high-temperature fluid actually introduced into the piping once a month at the rate of one year. Can be evaluated.
以下に、図面を参照しながら、本発明の配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの高温時における面圧保持性の評価方法を説明する。 Below, the evaluation method of the surface pressure retention property at the time of the high temperature of the fluororesin gasket for pipe seals of this invention is demonstrated, referring drawings.
図１は、本発明の配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの高温時における面圧保持性を評価する際に用いられる圧縮率測定装置の概略説明図である。 FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a compressibility measuring apparatus used when evaluating the surface pressure retention property at a high temperature of a fluororesin gasket for piping seal according to the present invention.
図１に示される圧縮率測定装置において、ヒーター１の上にフランジ２を介して配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３を載置し、配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３の上にフランジ４を介してヒーター５を載置し、ヒーター５の上部に圧縮試験機６が配置されている。
In the compressibility measuring apparatus shown in FIG. 1, a
圧縮試験機６により、配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３の面圧が３５ＭＰａとなるように調整し、配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３が圧縮されたときの変位は、ダイヤルゲージ７で測定することができる。配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３の面圧が３５ＭＰａとなるように調整するのは、一般に配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３の面圧が３５ＭＰａとなるように締め付け圧が調整されていることに基づく。
The surface pressure of the
配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３の温度は、ヒーター１，５により、容易に調節することができる。配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３の加熱温度は、２００℃に調節される。配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３の加熱温度を２００℃に調節するのは、配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３が加熱される一般的な温度が２００℃であることに基づく。
The temperature of the
以上のようにして配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３の面圧が３５ＭＰａとなるように調整し、配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３を２００℃に加熱し、配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３の変位をダイヤルゲージ７で測定することにより、２００℃の温度で面圧３５ＭＰａの締め付け圧における配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３の圧縮率を求めることができる。
As described above, the surface pressure of the
次に、配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３を２００℃に加熱し、１カ月経過ごとに、配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの加熱を停止し、配管シール用フッ素樹脂製ガスケットを室温（通常、２０℃程度）にまで冷却した後、配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの面圧を測定する。
Next, the
配管シール用フッ素樹脂製ガスケット３の加熱温度を２００℃に調節、１カ月経過ごとに室温にまで配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの冷却、および配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの面圧の測定という一連の操作を繰り返し、配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの面圧が０ＭＰａとなるまでに要する期間が１年間以上であるとき、当該フッ素樹脂製ガスケットは、高温時における面圧保持性に優れていると評価することができる。
Adjusting the heating temperature of the
本発明者らは、前記一連の操作を繰り返し、フッ素樹脂製ガスケットを２００℃に加熱し、室温まで冷却したときに配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの面圧が０ＭＰａとなるまでに要する期間が１年間以上である高温時における面圧保持性に優れたフッ素樹脂製ガスケットを開発するべく鋭意研究を重ねた結果、配管を接続する際に、２００℃の温度で面圧３５ＭＰａの締め付け圧で締め付けたときの配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの圧縮率が１５％以下であるとき、前記高温時における面圧保持性に優れることが見出された。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。 The inventors have repeated the above-described series of operations, and when the fluororesin gasket is heated to 200 ° C. and cooled to room temperature, the time required for the surface pressure of the fluororesin gasket for piping seal to be 0 MPa is 1 As a result of intensive research to develop a fluororesin gasket with excellent surface pressure retention at high temperatures of more than a year, it was tightened with a tightening pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C. when connecting pipes. It was found that when the compressibility of the fluororesin gasket for piping seal is 15% or less, the surface pressure retention at the high temperature is excellent. The present invention has been completed based on such findings.
したがって、本発明によれば、わざわざ１年間という長期間にわたってフッ素樹脂製ガスケットの高温特性を調べなくても、２００℃の温度で面圧３５ＭＰａの締め付け圧における圧縮率が１５％以下であることを基準として配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの高温時における面圧保持性を評価するだけで、配管シール用フッ素樹脂製ガスケットが高温時における面圧保持性に優れた品質を有するかどうかを容易に評価することができる。 Therefore, according to the present invention, the compressibility at a clamping pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C. is not more than 15% without investigating the high temperature characteristics of the fluororesin gasket over a long period of time of one year. Evaluate whether fluororesin gaskets for piping seals have excellent surface pressure retention properties at high temperatures simply by evaluating the surface pressure retention properties of piping seal fluororesin gaskets at high temperatures. can do.
また、本発明の配管シール用フッ素樹脂製ガスケットは、２００℃の温度で面圧３５ＭＰａの締め付け圧で締め付けたときの配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの圧縮率が１５％以下であるので、短くても１年間は面圧保持性に優れるという性質を有するものである。 In addition, the fluororesin gasket for piping seals of the present invention is short because the compressibility of the fluororesin gasket for piping seals is 15% or less when tightened with a tightening pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C. In addition, it has the property of excellent surface pressure retention for one year.
なお、配管の種類、配管内に導入される流体の種類などは、当該配管の用途などによって異なるので一概には決定することができない。流体の種類としては、例えば、空気、水蒸気、窒素ガスなどの気体、オイル、水などの液体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。配管内に導入される流体の圧力は、任意であり、本発明は、当該流体の圧力によって限定されるものではない。 In addition, since the kind of piping, the kind of fluid introduce | transduced in piping, etc. change with the uses of the said piping, etc., they cannot be decided unconditionally. Examples of the fluid include gases such as air, water vapor, and nitrogen gas, and liquids such as oil and water, but the present invention is not limited to such examples. The pressure of the fluid introduced into the piping is arbitrary, and the present invention is not limited by the pressure of the fluid.
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited only to this Example.
実施例１〜２および比較例１〜３
配管シール用フッ素樹脂製ガスケットとして、外径７００ｍｍ、内径６１５ｍｍ外径７４ｍｍ、内径３５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍを有し、２００℃の温度での面圧３５ＭＰａにおける圧縮率が１０％であるフッ素樹脂製シートガスケット（実施例１）、２００℃の温度での面圧３５ＭＰａにおける圧縮率が１４％であるフッ素樹脂製シートガスケット（実施例２）、２００℃の温度での面圧３５ＭＰａにおける圧縮率が１６％であるフッ素樹脂製シートガスケット（比較例１）、２００℃の温度での面圧３５ＭＰａにおける圧縮率が２０％であるフッ素樹脂製シートガスケット（比較例２）または２００℃の温度での面圧３５ＭＰａにおける圧縮率が３０％であるフッ素樹脂製シートガスケット（比較例３）を用いた。
Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3
As a fluororesin gasket for pipe seals, a fluororesin having an outer diameter of 700 mm, an inner diameter of 615 mm, an outer diameter of 74 mm, an inner diameter of 35 mm, a thickness of 1.5 mm, and a compressibility of 10% at a surface pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C. Sheet gasket (Example 1), fluororesin sheet gasket (Example 2) having a compressibility of 14% at a surface pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C., compressibility at a surface pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C. 16% fluororesin sheet gasket (Comparative Example 1), a fluororesin sheet gasket (Comparative Example 2) with a compressibility of 20% at a surface pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C., or a surface at a temperature of 200 ° C. A fluororesin sheet gasket (comparative example 3) having a compression rate of 30% at a pressure of 35 MPa was used.
なお、配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの２００℃の温度での面圧３５ＭＰａにおける圧縮率は、図１に示される圧縮率測定装置を用いて測定した。 The compressibility of the fluororesin gasket for pipe sealing at a surface pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C. was measured using a compressibility measuring apparatus shown in FIG.
次に、配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの２００℃の温度での初期面圧３５ＭＰａにおける面圧の経時変化を以下のようにして調べた。すなわち、本発明者らは、フランジ締結体の高温軸力評価実験を行ない、有限要素解析結果と対比することにより、当該有限要素解析方法が妥当であることを見出し、ガスケット締結体の長期特性予測方法を確立している（特開２０１１−１７３９２号公報、および「山梨講演会 講演論文集」、社団法人日本機械学会関東支部および社団法人精密工学会共催、２０１０年１０月２３日、講演番号６０６「有限要素解析を用いた締結体軸力挙動評価」参照）。したがって、各実施例および各比較例において、配管シール用フッ素樹脂製ガスケットの２００℃の温度での初期面圧３５ＭＰａにおける面圧の経時変化を特開２０１１−１７３９２号公報に記載のガスケット締結体の長期特性予測方法に準じて予測した。その結果を表１に示す。 Next, the temporal change of the surface pressure at an initial surface pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C. of the fluororesin gasket for pipe sealing was examined as follows. That is, the present inventors conducted a high-temperature axial force evaluation experiment of the flange fastening body and found that the finite element analysis method was appropriate by comparing with the finite element analysis result, and predicted the long-term characteristics of the gasket fastening body. A method has been established (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-17392 and “Yamanashi Lecture Collection”, the Japan Society of Mechanical Engineers Kanto Branch and the Japan Society for Precision Engineering, October 23, 2010, lecture number 606 (Refer to "Evaluation of axial force behavior of fastening body using finite element analysis"). Therefore, in each Example and each Comparative Example, the temporal change of the surface pressure of the fluororesin gasket for pipe seal at an initial surface pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C. The prediction was made according to the long-term property prediction method. The results are shown in Table 1.
表１に示された結果から、各実施例で用いられたガスケットは、いずれも、２００℃の温度で面圧３５ＭＰａの締め付け圧における圧縮率が１５％以下であることから、各比較例で用いられたガスケット（２００℃の温度で面圧３５ＭＰａの締め付け圧における圧縮率が１５％よりも大）と対比して、２００℃の温度で１２カ月間加熱してもガスケットの面圧の低下が小さく、正の面圧を有することから、１年間以上の面圧保持性を有すると評価することができることがわかる。また、各実施例で得られた配管シール用フッ素樹脂製ガスケットは、２００℃の温度で面圧３５ＭＰａの締め付け圧における圧縮率が１５％以下であることから、１年間以上の高温時における面圧保持性に優れていることがわかる。 From the results shown in Table 1, all the gaskets used in each example have a compression rate of 15% or less at a tightening pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C. Compared with the gasket (compression rate at a clamping pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C., greater than 15%), the reduction in gasket surface pressure is small even when heated at a temperature of 200 ° C. for 12 months. From the fact that it has a positive surface pressure, it can be seen that it can be evaluated as having a surface pressure retention of one year or more. In addition, the fluororesin gasket for pipe seals obtained in each example has a compression ratio of 15% or less at a fastening pressure of 35 MPa at a temperature of 200 ° C., and therefore the surface pressure at a high temperature of 1 year or more. It can be seen that the retention is excellent.
１ ヒーター
２ フランジ
３ ガスケット
４ フランジ
５ ヒーター
６ 圧縮試験機
７ ダイヤルゲージ
1 Heater 2
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