JP4417170B2 - ガスケットの漏洩量測定装置 - Google Patents
ガスケットの漏洩量測定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4417170B2 JP4417170B2 JP2004144532A JP2004144532A JP4417170B2 JP 4417170 B2 JP4417170 B2 JP 4417170B2 JP 2004144532 A JP2004144532 A JP 2004144532A JP 2004144532 A JP2004144532 A JP 2004144532A JP 4417170 B2 JP4417170 B2 JP 4417170B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- leakage
- gasket
- flange
- flanges
- cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Description
この評価方法は、ガスケットを選択する際の第一の選択基準である。ガスケットの基材や成分、物理的特性(物理的強度、圧縮永久ひずみ、相手部材との「なじみ性」など)から、使用条件に適したガスケットを選択する方法である。
上記したように、ガスケットは使用条件、すなわち、ガスケットの締め付け時に加えられる締め付け面圧、温度条件によってシール性能にばらつきが生じることから、現実の使用条件に近い、締め付け面圧、温度条件を測定装置によって実施し、その条件において、実際に漏洩するガス流体を捕集し、捕集した容積から漏洩量を測定して評価する方法がある。
ちなみに、例えば特許文献2に記載の装置では、常温で固体の薬剤を装置に装入して加熱して液化させ、その液化薬剤による劣化雰囲気に試料ガスケットを晒した後、装置を冷却して液化薬剤を固化させて取り出そうとしても、複数のフランジ間に介装された全ての試料ガスケットが、通しボルト(フランジ締付ボルト)10によって締結されているため、薬剤だけを取り出することができず、気密試験を実施することができなかった。つまり、通しボルト10の締結を解除すれば、全ての試料ガスケットが大気に晒されてしまうという問題があった。
(1)気体漏洩の測定と液体漏洩の測定の必要性について
実機においで使用が予定される流体が液体であるならば、その試験としても液体での漏洩試験を実施すれば足りる場合もある。しかしながら、液体の漏洩は非常に定量しがたく、例えば漏洩の有無を確認する検査程度であれば有効であるが、漏洩量によるガスケットの相対比較は困難な場合が多い。
この漏洩量測定装置1(試験装置)によれば、高温用熱媒体のように、常温では固体(結晶状態)で取扱が困難な腐食性薬液であっても、取扱性よく、かつ、実機環境に近い条件での気体液体双方の結果を得ることができ、これらの結果に基づく信頼性の高いガスケットの評価が行えることが理解できるものと考える。
(a)パーツA、Bのフランジ3,5間に、測定しようとする試験サンプル18(以下「ガスケット」という。)を装着し、ボルト13、ナット14で所定の締め付け面圧を与えて、パーツA−B組立体とする。
(b)漏洩量測定装置1の内部において実際にガスケット18が使用される腐食環境を実現するために、パーツCに腐食性薬液(高温用熱媒体「HTS」は常温では固体である。)を充填し、パーツCのフランジ6に設けられたガスケット装着溝(環状凹部15)に中空メタルOリング11を装着する。
(c)パーツA−B組立体のパーツB側のフランジ6とパーツCのフランジ8とを所定締め付け面圧によりボルト13、ナット14で締結し、漏洩量測定装置1を完成させる(図3)。
(d)次に、図4に示すように、漏洩量測定装置1を反転させ、パーツCが上に位置するように置く。このとき、パーツCの容積はパーツAの容積より大きいため、反転前にパーツCの容積に十分量の薬液が充填されていれば、反転後、腐食性薬液はガスケット18と接触させることができ、ガスケット18は使用環境と同じ腐食性環境下に曝されることとなる。
(e)劣化処理;使用条件と同じ高温条件を実現するために漏洩量測定装置1を電気炉等で所定時間加熱処理を行う(図4)。このとき、固体状の高温用熱媒体は、融点以上に加熱され、液状となり、ガスケット18の使用環境と同じ環境が実現する。また、より劣化を促進するため漏洩量測定装置1内(各筒体2,4,7内)をN2ガスで加圧する。
(f)所定時間加熱後、所定温度(固化する少し前の)温度)まで降温し、図5に示すように再度、漏洩量測定装置1を反転させ、炉内で常温まで冷却する。
(g)パーツCを取り外し、腐食性薬液を回収する。(漏洩量測定装置1を反転させているのでパーツCに薬液は集まり、固体の状態でパーツCに回収される。)
(h)パーツA−B組立体に再度、中空メタルOリング11を装着したパーツCを所定面圧にてボルト13、ナット14で締結し漏洩量測定装置1を組み立てる。
(i)図6に示すように、漏洩量測定装置1のパーツCに設けられたN2ガス導入孔に減圧弁等を介してN2ボンベを接続し、これを、水中に浸漬させる(水没法)。
(j)減圧弁を開き、所定圧力でN2ガスを漏洩量測定装置1に導入し、ガスケット18の装着部であるパーツA、Bのフランジ3、5間から漏洩してくるガスをメスシリンダー等により捕集しその容積により、ガス漏洩量を求める。
(k)大気圧まで減圧した後、パーツCを取り外す。
なお、常温で液体の薬液の場合には、前記した漏洩量測定装置19或いはパーツAと有底のパーツBからなる簡易形の漏洩量測定装置(図8、図9)でもよい。
(a)〜(g)までは、前記した(1)のガスによる漏洩量測定方法と同様に行う。また、気体漏洩量測定方法に続けて液体漏洩量の測定を実施して総合評価をすることもできる。
(h)パーツA−B組立体のパーツBの開口部から測定流体を充填する。液面はパーツA,Bの接合面以上となるようにし、ガスケット18が測定流体と接触するようにする。(図7)
(i)パーツA−B組立体に再度、中空メタル○リング11を装着したパーツCを所定面圧にてボルト13、ナット14で締結し、漏洩量測定装置1を組み立てる。
(j)図7に示すように、漏洩量測定装置1のパーツCに設けられたN2ガス導入孔9に減圧弁等を介してN2ボンベを接続し、減圧弁を開き、所定圧力でN2ガスを漏洩量測定装置1に導入し、ガスケット18に所定の内圧が負荷されるようにする。
(k)ガスケット装着部であるパーツA,B間からの液体漏洩の有無を確認する。漏洩が認められた場合は、漏洩してくる液体捕集しその容積により、液体漏洩量を求める
以上の漏洩量測定による評価方法には、対照試験としてガスケット劣化処理を行わない場合の漏洩試験をあわせて実施すべきである。これにより、標準条件(初期条件)におけるガスケットの漏洩量を知ることができる。これに対して、劣化処理後どの程度の漏洩量の増大があったかを比較することにより、使用条件における評価をより適切に行えるからである。
この発明の実験例を以下に説明する。高温用熱媒として、代表的な溶融塩熱媒体であるHTS(例えばNeoSK−SALT(KNO3,NaNO3、NaNO3混合物、融点142℃、製造元:綜研テクニックス株式会社)(HTSは一般名、NeoSK−SALTは商品名)が使用されている配
管ライン用のシール材として渦巻き形ガスケットを採用できるか否かをこの発明の漏洩量測定装置1を用いて評価した。
渦巻き形ガスケット1
日本バルカー工業株式会社製 商品名バルカタイト NO.596
フィラー :特殊石綿紙
フープ:SUS304
内・外輪:SUS304
渦巻き形ガスケット2
日本バルカー工業株式会社製 商品名クリーンタイト
高温用熱媒であるHTSは極めて腐食性が高く、熱媒としての使用温度は420℃という高温に達するラインである。試験条件としては、以下の条件を設定した。
*試験サイズ:JIS 10K 25A
(JIS定める10K25Aスケジェール管に対応するフランジおよびガスケット寸法)
*劣化条件腐食性流体:HTS
温度条件:420℃
圧力:0.1MPa N2ガス
時間:1週間
漏洩量の測定は、ガスケッットの使用環境が気液混合状態と考えられるため、気体の漏洩量測定と液体の漏洩量測定の両方を実施その総合的評価により、供試したガスケットが使用に耐えられるかを評価した。
気体: N2ガス
圧力条件:1.0MPa 加圧下
液体:水(HTSでの試験は危険であるため、水で代用した。)
圧力条件
*ガスケットの締め付け面圧:初期締め付け面圧(*注) 68.6Pa(シール面への初期なじみ)劣化処理時および、漏洩量測定時の締め付け面圧
(*注)
「初期締め付け面圧」とは、ガスケットとフランジ間の間隙をなくし(いわゆる、「なじみ性」を与える。)、接面漏洩を防止するとともに、ガスケットが十分に圧縮され本来のシール機能を発揮するのに必要な締め付け力として設定されたものである。ガスケットは、継続使用により応力緩和が生ずるため、通常、シール機能に必要な面圧より、高めに設定される。
この評価に必要な耐熱性および薬液に対する耐食性をもった装置とするため、漏洩量測定装置1の各パーツA,B,Cには試験条件に対して耐食性があり安価なSTPG材、中空メタル0リングにはSUS321材(日本バルカー工業株式会社製、寸法:外径50mm×管径1.6mm)を用いた。
(3)-1 初期漏洩量の測定(対照試験)
(a)漏洩量測定装置1のパーツA,Bのフランジ間に供試ガスケットを装着し、トルクレンチにて68.6MPaの初期締め付け面圧を供試ガスケットに負荷しシール面に対してなじみ性を与えた。次に供試ガスケットの継続使用よる応用緩和を想定して41.2MPaまで締め付け力を緩めた。すなわち、評価は、初期締め付け力を付与後、一定期間継続使用され、応力緩和により41.2MPaの締め付け面圧となった状態での漏洩量により評価することとした。
(b)つぎに、中空メタル○リング11を介装してパーツCを、18kNで締め付け、漏洩量測定装置1を組み立て、劣化処理を施すことなくそのまま図6に示すように漏洩量測定装置により、1.0MPaのN2ガス加圧下で、ガスケット装着部であるパーツA,B間から漏洩の有無を確認したが、供試ガスケット1,2とも漏洩は認められなかった。
(c)続けて、パーツCを取り外し、パーツA−B組立体に水を充填し、ガスケットを水に接触させ図7に示す漏洩量測定装置1にて1.0MPaN2ガス加圧下で装置内部に導入し、ガスケットの装着部であるパーツA,B間からの漏洩の有無を確認したが、供試ガスケット1,2とも漏洩は認められなかった。
(a)漏洩量測定装置1のパーツA、Bフランジ間に供試ガスケットを装着し、トルクレンチにて68.6MPaの初期締め付け面圧をガスケットに負荷しシール面に対してなじみ性を与えた。次にガスケットの継続使用による応力緩和を想定して41.2MPaまで締め付け力を緩めた。
(b)つぎに、中空メタルOリング11を介装してパーツCを、18kNで締め付け、測定装置を組み立て(図4)、試験方法の手順(2)に従って、パーツCにHTS液を充填し、電気炉内温度420℃、N2ガス0.1MPa加圧下、1週間放置して、劣化処理を行った。
なお、HTSの回収は、N2ガスを大気圧まで減圧し、炉内温度が250℃にまで下がってから、漏洩量測定装置1をパーツAが.上側となるように反転させて常温となるまで放置後、パーツCから回収した。
(c)漏洩量測定装置1を水洗し、HTSを完全に除去した後、乾燥させた。
(d)予備のパーツCをメタル中空Oリング11を介してA−B組立体に締結し、再度漏洩量測定装置を組み立てた。
(e)試験方法の手順(2)に従って、装置1内をN2ガス1.0MPAの圧力下、水没法により、メスシリンダにてガス漏洩量を測定した(図6)。
漏洩量(ml/min)=捕集容積÷捕集時間
この結果、供試ガスケット1の気体漏洩量が43ml/min、供試ガスケット2は213ml/minであった。
(k)続けて、パーツCを取り外し、パーツA−B組立体に水を充填し、ガスケットを水に接触させ図7に示す漏洩量測定装置1にて1.0MPaN2ガス加圧下で装置内部に導入し、ガスケット装着部であるパーツA,B間からの漏洩の有無を確認した。供試ガスケット1からの漏洩は認められなかった。しかし、供試ガスケット2からは外観上僅かな漏れが認められた。
(L)以上の結果、劣化処理により、液体(水)漏洩量の測定からは、漏れが認められなかったが、気体漏洩量の測定からは、劣化処理により供試ガスケット1よりも、供試ガスケット2の方がその影響を大きく受けていることが明らかとなり、HTSラインに使用するガスケットとしては、ガスケット1の方が望ましいものであることが分かった。
この結果は、実機試験による結果と符合するものであった。
A パーツ
B パーツ
C パーツ
2 筒体
3 フランジ
4 筒体
5 フランジ
6 フランジ
7 筒体
8 フランジ
9 気体導入孔
10 締結手段
11 シール部材
18 (供試)ガスケット
Claims (2)
- 筒体の一端を閉鎖し他端にフランジを設けたパーツAと、筒体の両端にフランジを設けたパーツBと、筒体の一端を閉鎖し他端にフランジを設けるとともに筒体に漏洩量測定用の気体導入孔を設けたパーツCと、パーツBの一端のフランジと、該フランジに対峙させたパーツAのフランジと、を締結する締結手段と、パーツBの他端のフランジと、該フランジに対峙させたパーツCのフランジと、を締結する別の締結手段と、パーツBの他端のフランジと、パーツCのフランジとの間に介装されるシール部材とを備え、
各パーツA,B,Cは、高温に耐え、かつ腐食性薬剤に対する耐食性を備えた金属材からなり、かつ、各パーツA,B,Cの筒体の内部には薬剤を充填でき、漏洩量測定時に、供試ガスケットをパーツAとパーツBのフランジ間に介装してこの両フランジを締結手段で締結し、かつ、シール部材をパーツCとパーツBのフランジ間に介装して両フランジを締結手段で締結して使用する構成を特徴とするガスケットの漏洩量測定装置。 - 筒体の一端を閉鎖し他端にフランジを設けたパーツAと、筒体の一端を閉鎖し他端にフランジを設けるとともに筒体に漏洩量測定用の気体導入孔を設けたパーツCと、パーツAのフランジに対峙させたパーツCのフランジを互いに締結する締結手段とからなり、各パーツA,Cの筒体の内部には薬剤を充填でき、かつ、パーツCの筒体の容積は、パーツAの筒体の容積よりも大きく、
漏洩量測定時に、供試ガスケットをパーツAとパーツCのフランジ間に介装して両フランジを締結手段で締結して使用する構成を特徴とするガスケットの漏洩量測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004144532A JP4417170B2 (ja) | 2004-05-14 | 2004-05-14 | ガスケットの漏洩量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004144532A JP4417170B2 (ja) | 2004-05-14 | 2004-05-14 | ガスケットの漏洩量測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005326264A JP2005326264A (ja) | 2005-11-24 |
JP4417170B2 true JP4417170B2 (ja) | 2010-02-17 |
Family
ID=35472735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004144532A Expired - Fee Related JP4417170B2 (ja) | 2004-05-14 | 2004-05-14 | ガスケットの漏洩量測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4417170B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100921057B1 (ko) * | 2007-10-10 | 2009-10-08 | 현대자동차주식회사 | T-조인트의 액상 가스켓 피로 시험 지그 및 그 시험 방법 |
CN101666700B (zh) * | 2009-09-21 | 2012-11-21 | 南京工业大学 | 高温密封垫片泄漏率测试方法及其测试装置 |
JP5205366B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2013-06-05 | 本田技研工業株式会社 | 移動可能領域抽出装置、移動可能領域抽出システム、移動可能領域抽出方法、およびプログラム |
EP2741044B1 (en) | 2012-12-05 | 2019-07-24 | Alfa Laval Corporate AB | Device, method and plate heat exchanger |
WO2019004087A1 (ja) * | 2017-06-28 | 2019-01-03 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | シリンダ装置のシール状態検出方法およびシール状態検出装置 |
CN107884139A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-06 | 无锡市永兴金属软管有限公司 | 一种波纹管的失效试验装置 |
CN107894308A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-10 | 无锡市永兴金属软管有限公司 | 一种波纹管的失效试验方法 |
CN107845435A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-03-27 | 中国原子能科学研究院 | 密封筒体 |
CN112577733B (zh) * | 2020-12-28 | 2022-11-25 | 苏州宝骅密封科技股份有限公司 | 换热设备用法兰密封垫片的性能试验方法 |
CN114414451A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-04-29 | 上汽通用汽车有限公司 | 用于测试泡棉压缩水密性能的方法 |
-
2004
- 2004-05-14 JP JP2004144532A patent/JP4417170B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005326264A (ja) | 2005-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2580095C (en) | Pipeline repair system and method of installation | |
JP4417170B2 (ja) | ガスケットの漏洩量測定装置 | |
US6299216B1 (en) | Joints | |
Singh et al. | Numerical and experimental analysis of loctite adhesive composite wrapping on EN 10028 steel pipe | |
JP6953798B2 (ja) | 材料強度試験装置 | |
Sawa et al. | Sealing performance evaluation of pipe flange connection under elevated temperatures | |
Salah Omar Aweimer et al. | Experimental investigation of interfacial and permeation leak rates in sheet gaskets and valve stem packing | |
Walczak et al. | Tightness and material aspects of bolted flange connections with gaskets of nonlinear properties exposed to variable loads | |
Sato et al. | FEM stress analysis and sealing performance of bolted flanged connections using PTFE blended gaskets under internal pressure | |
Sudhamsu et al. | Experimental characterisation of leak through elastomer-metal interface | |
Sawa et al. | Effects of scatter in bolt preload of pipe flange connections with gaskets on sealing performance | |
Tenma et al. | Evaluation of sealing performance and FEM calculations in bolted flange connections with ring joint gasket subjected to internal pressure | |
JPH11271180A (ja) | 応力緩和測定方法及びその装置 | |
Kiefner | Role of hydrostatic testing in pipeline integrity assessment | |
Schaaf et al. | Technical Approach for the Reduction of Fugitive Emissions | |
RU2816744C1 (ru) | Уплотнение сосудов высокого давления с большим перепадом температур | |
Sato et al. | An Estimation of Long-Term Sealing Performance for Bolted Pipe Flange Connections With Spiral Wound Gaskets Under Elevated Temperature | |
Kobayashi et al. | Reduction of Fugitive Emissions From Bolted Flanged Connections by Using PTFE Blended Gasket | |
Sato et al. | FEM Stress Analysis and Mechanical Characteristics of Bolted Pipe Connections With Larger Nominal Diameter Inserting PTFE Blended Gasket Under Internal Pressure | |
Silva et al. | Development of a protocol to determine the minimum operating stress of compressed Non-Asbestos gaskets | |
Derenne et al. | Development of test procedures for fire resistance qualification of gaskets | |
JP2001133354A (ja) | 配管の漏れ試験用治具 | |
Takagi et al. | Stress Analysis and Sealing Performance Evaluation of Pipe Flange Connection at Elevated Temperature | |
Mally et al. | Full-scale Finite Element Analysis and Field Success Prove Composite Reinforcement is a Viable Repair for Girth Weld Joint Defects on Vintage Pipelines | |
Wang et al. | Development of a Novel Test System to Determine the Durability of RTV Gasket Material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070501 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090728 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090909 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091027 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091125 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121204 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131204 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |