JP2016205530A - 複合ガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】ガスケットの取り付け作業も容易であり、かつ高温環境下に置かれても高い気密性を長時間にわたって維持できる複合ガスケットを提供する。【解決手段】対向するフランジ同士の接合面に装着される複合ガスケット１は、径方向内周側に位置するＰＴＦＥ系ガスケット２と該ＰＴＦＥ系ガスケット２の径方向外側に位置するノンアスベスト系ガスケット３とで構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、対向するフランジ同士の接合面に装着されるガスケットに関し、特に、物性の異なる２部材から構成される複合ガスケットに関する。

配管と配管の接続部から配管内を流れる流体が漏洩するのを防止するために、配管に形成したフランジとフランジの間にシール材としてのガスケットを配置して締め付けることが行われる。ガスケットには、ノンアスベスト系ガスケットとＰＴＦＥ系ガスケットとが存在しており、ノンアスベスト系ガスケットは耐火性に優れるが所要の気密性を得るためには高い締め付け圧を必要とする。一方、ＰＴＦＥ系ガスケットはノンアスベスト系ガスケットと比較して低い締め付け圧でもって所要の気密性を得ることができるが、耐火性がノンアスベスト系ガスケットと比較して幾分劣っている。ガスケットが使用される環境に応じて、いずれかのガスケットが選択的に用いられている。

気密性に加えて高い電気絶縁性がガスケットに求められる場合があり、気密性とフランジ間の電気絶縁性も確保できるようにした複合ガスケットも知られている。その一例が特許文献１に記載されており、その複合ガスケットは、径方向内周側に位置する内周側ガスケットと、内周側ガスケットの外側に配置される外周側ガスケットからなる。内周側ガスケットは、無機繊維とアラミド繊維に無機充填材を加え、バインダとして耐油性合成ゴムを配合した、いわゆるノンアスベスト系材料からなり、絶縁性と耐火性を有している。また、外周側ガスケットは、ＰＴＦＥ系のガスケットであり、電気絶縁性と水密性を有している。

特開２０１０−２４９２６７号公報

特許文献１に記載される複合ガスケットは、ＰＴＦＥ系のガスケットである外周側ガスケットで、ノンアスベスト系材料からなる内周側ガスケットの外側をシールすることで、内周側ガスケットへの水分の染み込みを抑制でき、それにより、フランジ間の電気絶縁性を一層確実に確保できることが期待できる。しかし、内側のノンアスベスト系材料により気密を保つため、フランジ間を高い圧力で締め付けておく必要がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、低い締め付け圧でも十分に気密性を保つことができ、かつ火災時などにおいて高い気密性を長時間にわたって維持できるようにした複合ガスケットを提供することを課題とする。

本発明による複合ガスケットは、対向するフランジ同士の接合面に装着される複合ガスケットであって、径方向内周側に位置するＰＴＦＥ系ガスケットと該ＰＴＦＥ系ガスケットの径方向外側に位置するノンアスベスト系ガスケットとで構成されていることを特徴とする。

本発明による複合ガスケットでは、耐火性に優れたノンアスベスト系ガスケットが径方向外側に位置しており、火災時などにフランジ外周面が高温環境に曝されても、ノンアスベスト系ガスケットが熱により崩壊するのを回避でき、結果として、内側に位置するＰＴＦＥ系ガスケットが熱損傷して気密性が低下するのを確実に回避することができる。一方、ＰＴＦＥ系ガスケットは、ノンアスベスト系ガスケットに比べて、低い締め付け圧で高い気密性を確立できるので、所要の気密性の確保に高い締め付け圧を必要とせず、作業が容易であるとともに、径方向外側に位置するノンアスベスト系ガスケットに物理的な損傷を生じさせることもない。

本発明による複合ガスケットにおいて、ＰＴＦＥ系ガスケットとノンアスベスト系ガスケットとに厚みの差があってもよいが、後の実施例に示すように、両者の厚みに差のない場合に、高い気密性が得られた。したがって、本発明による複合ガスケットの好ましい態様では、ＰＴＦＥ系ガスケットとノンアスベスト系ガスケットとは同じ厚みであることを特徴とする。

なお、本発明において、ＰＴＦＥ系ガスケットとは、主材がＰＴＦＥ系樹脂である板状の樹脂系ガスケットを言っており、ノンアスベスト系ガスケットとは、主材が樹脂系でないガスケットであって、例えば、無機繊維と有機繊維に充填材を加えゴム状のバインダで形成したガスケットや、耐熱繊維に充填材を加え、アクリロニトリル系合成ゴムや耐油性膨潤系合成ゴムなどバインダで形成したガスケット一般を言っている。

本発明によれば、低い締め付け圧でもって所要の気密性を確保することができることから、ガスケットの取り付け時の作業性が向上することに加え、高い耐火性能も備えることのできる複合ガスケットを得ることができる。

本発明による複合ガスケットの一例を示しており、図１（ａ）は平面図を、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図。 ＰＴＦＥ系ガスケットとノンアスベスト系ガスケットでの漏洩量を比較したグラフ。 比較例品１での炉内温度と時間と漏洩量との関係を示すグラフ。 比較例品２での炉内温度と時間と漏洩量との関係を示すグラフ。 実施例品での炉内温度と時間と漏洩量との関係を示すグラフ。

以下、本発明による複合ガスケットの一実施の形態を、図面を参照して説明する。図１（ａ）に平面図を、図１（ｂ）に断面図を示すように、複合ガスケット１は、配管の端部に形成されて対向して位置するフランジ同士の接合面に装着されて、接合部での気密性を確保するためのものであり、全体として平板状をなしている。複合ガスケット１は、径方向内周側に位置するＰＴＦＥ系ガスケット２と、該ＰＴＦＥ系ガスケット２の径方向外側に位置するノンアスベスト系ガスケット３とで構成されている。

図示の例において、ＰＴＦＥ系ガスケット２とノンアスベスト系ガスケット３はともに厚さｔの円環状であり、両者は、ＰＴＦＥ系ガスケット２の外周面とアスベスト系ガスケット３の外周面とが互いに密着した状態で一体となっている。ＰＴＦＥ系ガスケット２は装着しようとする配管の内径にほぼ等しい直径ｄ１の円形開口４を有し、ノンアスベスト系ガスケット３の外周面の直径ｄ２は、複合ガスケット１が装着されるフランジの直径とほぼ同じとされる。また、ノンアスベスト系ガスケット３には、フランジ間に複合ガスケット１を装着するときに用いる締め付け用のボルトのためのボルト孔５が適数、図示のものでは４個、形成されている。

ＰＴＦＥ系ガスケット２とノンアスベスト系ガスケット３との接合界面Ｓを、複合ガスケット１の径方向のどの位置にするかは任意であり、当該複合ガスケット１が用いられる環境（配管内を流れるガスの静圧や動圧、火災時に予測される温度環境等）および複合ガスケット１の厚みなどを考慮して、適宜設定すればよい。

一例として、径方向内周側に位置するＰＴＦＥ系ガスケット２の材料は、ＰＴＦＥ樹脂に適量のカーボンを混入したものを挙げることができ、径方向外側に位置するノンアスベスト系ガスケット３の材料は、無機繊維とアラミド繊維に無機充填材を加え、バインダとしてニトリルゴムを混和したものを挙げることができる。

上記構成の複合ガスケット１では、気密性は径方向内周側に位置するＰＴＦＥ系ガスケット２によって主に担保され、耐火性は径方向外側に位置するノンアスベスト系ガスケット３によって担保される。ＰＴＦＥ系ガスケット２はノンアスベスト系ガスケット３と比較して低い締め付け圧での気密性能に優れており、ノンアスベスト系ガスケット３に破損を生じさせない低い圧の締め付けでもって、複合ガスケット１を装着した部位における所要も気密性を確保することができる。一方、複合ガスケット１を装着した管同士の接続部が火災時などにおいて高温環境となったときでも、ノンアスベスト系ガスケット３は耐火性能に優れていることから、熱損傷による浸透漏れが発生するのも高い確率で阻止することができる。

以下、実施例と比較例とにより、本発明による複合ガスケット１の優位性を立証する。
［予備試験：漏洩量の差の確認］
最初に、予備試験として、ノンアスベスト系ガスケット（主成分がＮＢＲ、アラミド繊維、無機充填材である株式会社ニチアス製ＴＯＭＢＯ＃１９９５）と、ＰＴＦＥ系ガスケット（主成分がＰＴＦＥ、シリカである株式会社ニチアス製ＴＯＭＢＯ＃９００７−ＬＣ）との気密性能を比較した。試験器として市販されているヘリームリークディレクターを用い、両者を同じ条件で試験した。試験は、ガスケットをフランジ間に締め付けた状態で複数回行い、漏れ量を比較した。その結果を図２に示した。図示のように、同じ締め付け圧条件で漏れ量を測定すると、ＰＴＦＥ系ガスケット（●印）の方がノンアスベスト系ガスケット（◇印）よりも、漏洩量が少ないことが示された。

なお、これは、ノンアスベスト系ガスケットは、ゴム、繊維、充填材をブレンドしており、隙間が相対的に大きく、浸透漏れを防止するために隙間を小さくするためには、高い締め付け圧（面圧）が必要となることを示しており、一方、ＰＴＦＥ系ガスケットは炭素原子にフッ素原子が結合し、そのＣ−Ｆ結合が非常に強い力で結合している（Ｃ−Ｆ結合のファンデルワース力が強い）ため、相対的に隙間は小さく、結果として、浸透漏れの可能性が少なくなっていることを示している。

［本試験］
［試験体］
［比較品］主成分がＰＴＦＥ、シリカであるガスケット（株式会社ニチアス製ＴＯＭＢＯ＃９００７−ＬＣ）（比較例品１）と、主成分がＰＴＦＥ、アルミナであるガスケット（株式会社ニチアス製ＴＯＭＢＯ＃１１３３）（比較例品２）を用いた。両者とも、厚さは２ｍｍ、外径：１５５ｍｍ、内径：６１ｍｍである。

［実施例品］本発明による複合ガスケットとして、径方向内周側に位置するＰＴＦＥ系ガスケットとして、上記株式会社ニチアス製ＴＯＭＢＯ＃９００７−ＬＣと同じ材料からなるもの、径方向外側に位置するノンアスベスト系ガスケットとして、主成分がＮＢＲ、アラミド繊維、無機充填材であるガスケット（株式会社ニチアス製ＴＯＭＢＯ＃１９９５）と同じ材料からなるものから作った複合ガスケットを用いた。試験体の厚みは２ｍｍ、外側のガスケットの外径：１５５ｍｍ、内径：９２ｍｍ、内側のガスケットの外径：９１ｍｍ、内径：６１ｍｍ（口径５０Ａ）であり、ＰＴＦＥ系ガスケットとノンアスベスト系ガスケットの境界面は、複合ガスケットの中心点から９１．５ｍｍの位置とした。

［試験方法］
比較例品１、２および実施例品を、フランジ付き配管のフランジ間に挟み込み、耐火炉内に設置した。配管には窒素ガスを約２．８ｋｐａで流入させた。フランジ間でのガスケットの締め付け圧はすべて約１１０Ｎ・ｍとした。なお、口径５０Ａのガスケットの場合、通常、１１０Ｎ・ｍで締め付けられる。上記条件で、炉内温度と経過時間と漏れ量を測定した。その結果を図３、４、５に示した。

［試験結果］
１．図３に示すように、比較例品１では、炉内温度が７５０℃程度までは漏洩はなかったが、開始後約２７分後に炉内温度が７６０℃程度となったときに、漏洩が確認された。
２．図４に示すように、比較例品２では、炉内温度が約７８０℃程度までは漏洩はなかったが、開始後約２８分後に炉内温度が約７９０℃程度となったときに、漏洩が確認された。
３．一方、図５に示すように、本発明品（実施例品）では、炉内温度が約９５０℃になり、時間が３６００秒を経過しても、漏洩は確認できなかった。

［考察］
上記の実験結果から、本発明品（実施例品）であるガスケットは、径方向内周側に位置するＰＴＦＥ系ガスケットの外側にノンアスベスト系ガスケットを配置した構成としたことで、通常より小さい締め付け圧でフランジ間に装着されていても、耐火性に難がある全体がＰＴＦＥ系であるガスケットと比較して、耐火性に優れ、かつ気密性能にも極めて優れたものとなっていることがわかる。

１…複合ガスケット、
２…径方向内周側に位置するＰＴＦＥ系ガスケット、
３…径方向外側に位置するノンアスベスト系ガスケット。

Claims (2)

1. 対向するフランジ同士の接合面に装着される複合ガスケットであって、径方向内周側に位置するＰＴＦＥ系ガスケットと該ＰＴＦＥ系ガスケットの径方向外側に位置するノンアスベスト系ガスケットとで構成されていることを特徴とする複合ガスケット。
2. ＰＴＦＥ系ガスケットとノンアスベスト系ガスケットとは同じ厚みであることを特徴とする請求項１に記載の複合ガスケット。

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