JP5478270B2 - Spiral wound gasket - Google Patents
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Description
本発明は、高温高圧の機器や配管の継手部に使用され、水、油、蒸気、ガス等の流体をシールする目的で使用されるうず巻形ガスケットに関する。 The present invention relates to a spiral wound gasket used for the purpose of sealing a fluid such as water, oil, steam, gas and the like, which is used in a high-temperature and high-pressure apparatus or a joint part of piping.
うず巻形ガスケットは、金属薄板を略V字断面に絞り加工したフープ材とフィラー材とが重ねて巻き回されてなり、両側面がシール面に当接する受圧面となるガスケット本体部を有する構成を基本形としたものが知られている。また、締付圧力によるガスケット本体の内側への変形の防止やセンタリングを目的として、金属製補強リングをガスケット本体の内側や外側あるいは両方に設けた内輪付、外輪付、内外輪付等と称される種々のタイプが知られている(例えば特開2002−317874号公報)。 The spiral wound gasket has a structure in which a hoop material obtained by drawing a thin metal plate into a substantially V-shaped cross section and a filler material are overlapped and wound, and a gasket main body portion that serves as a pressure receiving surface that comes into contact with the seal surface on both sides. The basic form is known. Also, with the purpose of preventing the inner deformation of the gasket body due to tightening pressure and centering, it is referred to as with an inner ring, with an outer ring, with an outer ring, with an inner / outer ring, etc. provided inside or outside the gasket body Various types are known (for example, JP-A-2002-317874).
うず巻形ガスケットにおいて、フィラー材の種類としては、従来は石綿ペーパーを帯状にスリットした石綿テープが一般的であったが、石綿繊維が原因と推測されている健康障害が社会問題となって石綿の使用が禁止されたため、現在は石綿以外の無機材を主原料とし、ゴムとアラミド繊維等の有機物をバインダーとした抄造紙、いわゆるノンアスベストペーパーをスリットしたものや膨張黒鉛テープ、フッ素樹脂テープ、マイカテープ、バーミキュライトを主原料とするテープが使われている。 In the spiral wound gasket, asbestos tapes with slits of asbestos paper were generally used as the filler material, but asbestos caused by asbestos fibers has become a social problem and asbestos has become a social problem. The use of inorganic materials other than asbestos is the main raw material, and paper made with organic materials such as rubber and aramid fibers as binder, slitted so-called non-asbestos paper, expanded graphite tape, fluororesin tape, Mica tape and tape made mainly of vermiculite are used.
うず巻形ガスケットはガスケット本体部の厚さが、3.2mm、4.5mm、6.4mmのものが使用されており、一般的にはガスケット本体厚さ4.5mmのガスケットが広く使用されている。このようなうず巻形ガスケットは石油精製、石油化学プラント、発電所、製鉄所などにおいて、配管の接続場所等で流体をシールするために使用される。また、うず巻形ガスケットは高温高圧、低温、熱サイクル、温度サイクルなどの負荷がかかる厳しい条件でも優れたシール性を発揮する。 Spiral wound gaskets with a gasket body thickness of 3.2 mm, 4.5 mm, and 6.4 mm are generally used. Generally, gaskets with a gasket body thickness of 4.5 mm are widely used. Yes. Such a spiral wound gasket is used to seal a fluid at a place where a pipe is connected or the like in an oil refinery, a petrochemical plant, a power plant, a steel mill or the like. Spiral wound gaskets also exhibit excellent sealing properties under severe conditions such as high and high pressure, low temperature, thermal cycle, and temperature cycle.
しかしながら、うず巻形ガスケットは、運搬や移動の際に、振動や落下等の衝撃、すなわち外部から不可避の力が加わることがある。このような場合、うず巻形ガスケットは、金属薄板を略V字断面に絞り加工したフープ材とフィラー材とが重ねて巻き回されてなる構造であることから、フープ材とフィラー材が散(ばら)けてしまうことがある。また、載置の仕方によっては、自重による反りが発生することもあり、このような場合にも、フープ材とフィラー材が散(ばら)けてしまうという問題がある。このような問題は、特に口径の大きなうず巻形ガスケットにおいて顕著に表われる。 However, when the spiral wound gasket is transported or moved, an impact such as vibration or dropping, that is, an inevitable force may be applied from the outside. In such a case, the spiral wound gasket has a structure in which a hoop material obtained by drawing a thin metal plate into a substantially V-shaped cross section and a filler material are overlapped and wound, so that the hoop material and the filler material are scattered ( Rose). In addition, depending on the way of placement, warping due to its own weight may occur, and even in such a case, there is a problem that the hoop material and the filler material are scattered. Such a problem appears remarkably particularly in a spiral wound gasket having a large diameter.
また、うず巻形ガスケットは口径が大きくなるほど圧縮強度(締付量に対して発生する面圧)が小さくなる傾向がある。このため、基本形うず巻形ガスケットを溝フランジに使用する場合に、フランジ面の補修により溝が深くなると、締付量が小さくなり、シールのために必要な面圧が得られなくなるため、フランジ溝の修正が必要となり、多大なコストと時間を要する。よって従来から、うず巻形ガスケットの構造面からの解決が望まれていた。 In addition, the spiral wound gasket tends to have a smaller compressive strength (a surface pressure generated with respect to the tightening amount) as the diameter increases. For this reason, when a basic spiral wound gasket is used for a groove flange, if the groove becomes deeper by repairing the flange surface, the tightening amount will be reduced, and the surface pressure required for sealing will not be obtained. Correction is required, and a great deal of cost and time are required. Therefore, conventionally, a solution from the structural aspect of the spiral wound gasket has been desired.
従って、本発明の目的は、従来の上記課題を解決したものであって、使用前のガスケットに不可避の外力が作用しても散(ばら)け難く、またフランジ面溝が補修により深くなっても優れたシール性を発揮できるうず巻形ガスケットを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and even if an inevitable external force acts on the gasket before use, it is difficult to disperse and the flange surface groove becomes deeper by repair. Another object of the present invention is to provide a spiral wound gasket that can exhibit excellent sealing properties.
かかる実情において、本発明者等は鋭意検討を行った結果、略V字断面の金属製フープ材とフィラー材とが重ねて巻き回されてなり、両側面がシール面に当接する受圧面となるガスケット本体部を有するうず巻形ガスケットであって、該ガスケット本体部の受圧面の少なくとも一方の面に、膨張黒鉛材を貼付したものであれば、使用前のガスケットに不可避の外力が作用しても散(ばら)け難く、またフランジ溝が補修により深くなってもシールできる面圧を確保できることを見出し、本発明を完成するに至った。 In such a situation, the present inventors have conducted intensive studies, and as a result, a metal hoop material having a substantially V-shaped cross section and a filler material are wound on top of each other, and both side surfaces become pressure receiving surfaces that come into contact with the seal surface. As long as it is a spiral wound gasket having a gasket body, and an expanded graphite material is pasted on at least one of the pressure receiving surfaces of the gasket body, an inevitable external force acts on the gasket before use. As a result, it has been found that the contact pressure can be secured even when the flange groove is deepened by repair, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、略V字断面の金属製フープ材とフィラー材とが重ねて巻き回されてなり、両側面がシール面に当接する受圧面となるガスケット本体部を有するうず巻形ガスケットであって、該ガスケット本体部の受圧面の少なくとも一方の面に、膨張黒鉛テープを貼付した構成としてある。 That is, the present invention is a spiral wound gasket having a gasket body portion in which a metal hoop material having a substantially V-shaped cross section and a filler material are overlapped and wound, and both side surfaces serve as pressure receiving surfaces that come into contact with the seal surface. In addition, an expanded graphite tape is attached to at least one of the pressure receiving surfaces of the gasket body.
ここで、膨張黒鉛テープは、接着剤で受圧面に貼付してある。Here, the expanded graphite tape is stuck to the pressure receiving surface with an adhesive.
また、膨張黒鉛テープは、粘着テープで受圧面に貼付することもできる。Further, the expanded graphite tape can be attached to the pressure receiving surface with an adhesive tape.
また、膨張黒鉛テープは、クリンクル加工してある。The expanded graphite tape is crinkle processed.
また、本発明は、膨張黒鉛テープの厚みを、0.25〜0.50mmとすることもできる。In the present invention, the expanded graphite tape can have a thickness of 0.25 to 0.50 mm.
また、本発明は、膨張黒鉛テープをガスケット本体部の受圧面の両面に、膨張黒鉛テープを貼付することもできる。In the present invention, the expanded graphite tape can be applied to both sides of the pressure receiving surface of the gasket main body.
本発明によれば、ガスケット本体部の受圧面の少なくとも一方の面に、膨張黒鉛材を貼付したため、フープ材とフィラー材は、径方向及び径方向の直角方向に対して、共に一体性が高まっており、不可避の外力が作用しても、ばらけることがない。また、フランジ溝が補修により深くなってもシールできる面圧を確保でき優れたシール性を発揮できる。特に、口径が大きいうず巻形ガスケットやガスケット本体部の厚さが小さいうず巻形ガスケットにおいて、特に顕著な効果を奏する。 According to the present invention, since the expanded graphite material is attached to at least one of the pressure receiving surfaces of the gasket body, the hoop material and the filler material are both more integrated with each other in the radial direction and the perpendicular direction to the radial direction. Even if inevitable external force is applied, it will not come apart. Moreover, even if the flange groove is deepened by repair, the surface pressure that can be sealed can be secured, and excellent sealing performance can be exhibited. In particular, in a spiral wound gasket having a large diameter and a spiral wound gasket having a small thickness of the gasket body, a particularly remarkable effect is achieved.
本実施の形態におけるうず巻形ガスケット10は、厚みの薄い、環状のものであり、対向するシール面間に装着されてシール機能を果たすものであり、略V字断面の金属製フープ材1と膨張黒鉛テープ等のフィラー材2とが重ねて巻き回されてなり、両側面がシール面9に当接する受圧面5となるガスケット本体部Xを有し、ガスケット本体部Xの受圧面5の両面に、膨張黒鉛材11を貼付したものである。すなわち、本例のうず巻形ガスケット10は、図2に示す従来のうず巻形ガスケット10aの受圧面5に膨張黒鉛材11を貼付したものである。
The
膨張黒鉛材11としては、膨張黒鉛テープ、又は膨張黒鉛シートを打ち抜き加工したリング状シート材が挙げられる。このような部材であれば、受圧面5に対して貼付が容易であると共に、薄くできるため、既設配管等に取り付ける際、締め付け後の厚さが変わることがない。
Examples of the expanded
膨張黒鉛材11の厚みは、概ね0.25〜0.50mmである。膨張黒鉛材11の厚みが0.25mm未満では、フープ材とフィラー材を固定する力が小さくなり、ばらけ防止効果が小さくなる。また、膨張黒鉛材11の厚みが0.50mmを超える場合、本来のガスケット厚さから乖離してしまい、既設配管等に取り付ける際、締め付け後の厚さが変わってしまい問題となる。
The thickness of the expanded
膨張黒鉛テープは、フィラー材として用いる膨張黒鉛テープを用いることができる。また、膨張黒鉛テープとしては、表面が平らな通常のテープあるいは表面にしわが施されたクリンクル加工したテープ等が使用できる。クリンクル加工はギャザー加工とも称され、公知の方法で加工できる。クリンクル加工した膨張黒鉛テープは、口径が、例えば600mm以下のように小さくとも、受圧面5の内周と外周の寸法差をしわで修正できるため都合がよい。また、表面にしわがあっても、締め付け後はフランジ面と隙間を生じることがなく、十分なシール性能を発揮する。 As the expanded graphite tape, an expanded graphite tape used as a filler material can be used. Further, as the expanded graphite tape, a normal tape with a flat surface or a crinkled tape with a wrinkled surface can be used. Crinkle processing is also called gather processing and can be processed by a known method. The expanded graphite tape subjected to crinkle processing is convenient because the dimensional difference between the inner periphery and the outer periphery of the pressure receiving surface 5 can be corrected by wrinkles even if the diameter is small, for example, 600 mm or less. Even if the surface is wrinkled, there is no gap with the flange surface after tightening, and sufficient sealing performance is exhibited.
リング状の膨張黒鉛シート材は、膨張黒鉛シートを、平面視で受圧面5形状と略同じ形状に打ち抜き加工したものである。リング状の膨張黒鉛シート材は、口径が、例えば600mm以下のような、比較的小さいものであっても、均一な厚さの膨張黒鉛材11を形成できる。
The ring-shaped expanded graphite sheet material is obtained by punching an expanded graphite sheet into a shape substantially the same as the shape of the pressure receiving surface 5 in a plan view. Even if the ring-shaped expanded graphite sheet material has a relatively small diameter such as 600 mm or less, the expanded
膨張黒鉛材11を受圧面5に貼付する方法としては、接着剤による貼り付け、粘着テープによる貼り付け等、公知の貼付方法が挙げられる。接着力及び粘着力は、それほど強いものでなくとも、本願発明の効果を奏する。粘着テープによる貼付方法の一例を示す。先ず、離型紙付き両面粘着テープを用い、これを膨張黒鉛テープの片面に貼り付ける。次いで、他方の離型紙を除去しつつ、粘着テープ貼付済み膨張黒鉛テープをガスケット本体部の受圧面5に貼付する。この方法によれば、簡単な方法により、うず巻形ガスケットの受圧面5に膨張黒鉛材11を確実に貼付できる。
Examples of a method for attaching the expanded
なお、膨張黒鉛材11は、ガスケット本体部Xの受圧面5の両面に貼付する形態に限定されず、受圧面5のいずれか一方の面に貼付されたものであってもよい。受圧面5のいずれか一方の面に貼付されたものであっても、フープ材とフィラー材は一体的に固定されており、不可避の外力が作用しても、ばらけることがない。また、一方のフランジ面にキズや歪がある場合、このフランジ面側に膨張黒鉛材11がくるようにガスケット10を設置すればよい。
In addition, the expanded
うず巻形ガスケット10において、ガスケット本体部Xの厚さ(t1)は、略V字断面における膨張黒鉛テープ2の幅寸法でもある。ガスケット本体厚さ(t1)は、金属製フープ材の略V字断面形状への加工性、締め付けによる所定の圧縮量の確保等を考慮して適宜決定される。
In the spiral wound
金属製フープ材としては、SUS304、SUS304Lなどのステンレス鋼帯を使用すればよい。略V字断面における金属製フープ材の幅(図3中、上下方向の長さ)は、渦巻き形ガスケットとしての厚みを言う(図3参照)。 As the metal hoop material, a stainless steel strip such as SUS304 or SUS304L may be used. The width (length in the vertical direction in FIG. 3) of the metal hoop material in the substantially V-shaped cross section refers to the thickness of the spiral gasket (see FIG. 3).
うず巻形ガスケット10は、ガスケット本体部Xの外周に、金属製フープ材が巻き回された外周空巻き部7を形成している。外周空巻き部7として使用する金属製フープ材は、ガスケット本体部Xを構成する金属製フープ材と同じ材質、同じ形状であってもよく、また、材質や形状が異なっていてもよい。
The spiral wound
うず巻形ガスケット10は、ガスケット本体部Xの内周に、金属製フープ材が巻き回された内周空巻き部8を形成している。内周空巻き部8として使用する金属製フープ材は、ガスケット本体部Xを構成する金属製フープ材と同じ材質、同じ形状であってもよく、また、材質や形状が異なっていてもよい。
In the spiral wound
うず巻形ガスケット10は、空巻き部7の外周に、ガスケット本体部Xの厚み(t1)より小の厚みを有する外輪4を形成している。外輪4は、任意の構成要素であり、センタリング機能を有している。外輪4は、金属板を使用すればよい。
In the spiral wound
うず巻形ガスケット10は、内周空巻き部8の内周に、ガスケット本体部Xの厚み(t1)より小の厚みを有する内輪3を形成している。内輪3は、任意の構成要素であり、締付圧力によるガスケット本体の内側への変形の防止機能を有している。内輪3は、外輪3と同様の金属板を使用すればよい。なお、符号6は貫通孔であり、シール面9、9間に設置することで、流体が流れる流路となる。
In the spiral wound
次に、うず巻形ガスケット10の製造方法を説明する。先ず所定の厚さ、所定の幅寸法の金属製フープ材を略V字形に絞り加工する。次いで、略V字形断面の金属製フープ材を内輪3の外周部にスポット溶接し、金属製フープ材だけを2〜5周巻いて内周空巻き部8を形成する。次いで、フィラー材として所定の厚さ、所定の幅寸法の膨張黒鉛テープを重ね合わせ、重ね合わせたまま所定寸法になるまで成巻してガスケット本体部Xを形成する。次いで、最後に金属製フープ材のみ2〜5周程度空巻きした後スポット溶接して外周空巻き部7を形成する。この時、ガスケットの本体部Xの厚さを所定の寸法になるように押駒すきまを調整し、膨張黒鉛のはみ出し量を所定の寸法とする。最後に、所定の厚さの金属板(外輪4)を装着してうず巻形ガスケット中間品10aを完成させる。
Next, a method for manufacturing the spiral wound
次いで、うず巻形ガスケット中間品10aの受圧面5に膨張黒鉛材11を貼付する。うず巻形ガスケット中間品10aの受圧面5に膨張黒鉛テープを貼付するには、次のように行う。すなわち、受圧面5の幅寸法(図2中、符号w1)及び受圧面5の円周長さに相当するテープ長さの膨張黒鉛テープ11を準備する。受圧面5の両面に貼付するには、この膨張黒鉛テープ11を2枚準備する。次いで、膨張黒鉛テープ11に粘着テープを貼付し、粘着テープが貼られた膨張黒鉛テープ11を、粘着テープが膨張黒鉛テープ11と受圧面5の間に介在するように、受圧面5に貼付する。貼付の方法は、テープの端から順次、円周形状に沿って貼り付けていけばよい。これにより、うず巻形ガスケット10が得られる。このうず巻形ガスケット10であれば、使用前である運搬中あるいは取扱中の際、不可避の外力が作用しても、ばらけることがない。
Subsequently, the expanded
次に、うず巻形ガスケット10の使用方法を説明する。うず巻形ガスケット10は、石油精製、石油化学プラント、発電所、製鉄所などにおいて、配管の接続場所、すなわち、対向するシール面9、9間に装着されて流体をシールするために使用される(図4参照)。なお、図4は、締め付け荷重Wが作用して、フィラー材である膨張黒鉛2のはみ出し部分が潰れ、受圧面の膨張黒鉛材11と一体となった状態を示す。更に所定の締め付け面圧まで締め付けると、金属製フープ材1が撓み、適度な圧縮量が得られ、良好なシール性が得られる。うず巻形ガスケット10は、従来のうず巻形ガスケットと比べると、本体厚さが大きいため、同じ厚さまで締付けた場合に、より高い面圧が発生し、シールに必要な面圧を確保し易い。また、本体厚さが大きいため、フランジ溝が補修により深くなってもシールできる面圧を確保できる。
Next, a method for using the spiral wound
本発明のうず巻形ガスケット10は、従来のうず巻形ガスケットと比べると、同一厚さまで圧縮した時の発生面圧を1.5倍以上とすることができる。なお、膨張黒鉛材11の幅寸法は、受圧面5の幅寸法(図2中、符号w1)に厳密に一致する必要はなく、外周空巻き部7側や内周空巻き部8側へ多少延びていてもよい。
Compared with the conventional spiral wound gasket, the spiral wound
実施例
次ぎに実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, this is merely an example and does not limit the present invention.
図1及び図3に示す構造のうず巻形ガスケットを作製した。呼び寸法は、本体内径619mm、本体外径649mm、本体厚さ3.2mmである。先ず厚さ0.2mm、幅4mmのSUS304製フープ材を、略V字断面形に絞り加工した。このSUS304製フープを1周巻いた後、等間隔でスポット溶接しながら更に1周巻きして合計3周巻いた後、フィラー材として厚さ0.38mm、幅5mmの膨張黒鉛テープを重ね合わせ、重ね合わせたものを、所定寸法になるまで渦巻き状に成巻しガスケット本体部Xを形成し、次いで最後にフープ材のみ3周空巻きした後、スポット溶接してうず巻形ガスケットを完成させた。 A spiral wound gasket having the structure shown in FIGS. 1 and 3 was produced. The nominal dimensions are a main body inner diameter of 619 mm, a main body outer diameter of 649 mm, and a main body thickness of 3.2 mm. First, a SUS304 hoop material having a thickness of 0.2 mm and a width of 4 mm was drawn into a substantially V-shaped cross section. After one turn of this SUS304 hoop, after one more turn while spot welding at equal intervals and a total of three turns, an expanded graphite tape having a thickness of 0.38 mm and a width of 5 mm was overlaid as a filler material, The superposed ones were spirally wound up to a predetermined size to form a gasket body part X, and finally the hoop material was wound only three times and then spot-welded to complete a spiral wound gasket. .
次いで、受圧面5の幅寸法(図2中、符号w1)、受圧面5の円周長さに相当するテープ長さ及び厚み0.38mmのクリンクル加工を施した膨張黒鉛テープ11を2枚準備した。所定寸法に切断前のクリンクル加工を施した膨張黒鉛テープは、「T/#1221グラシールガスケットテープ」(ニチアス社製)を使用した。次いで、裏面の粘着テープの離型紙を剥がし、受圧面5に貼付してうず巻形ガスケットを作製した。得られたうず巻形ガスケットは、下記のばらけし易さの評価方法により、破壊発生荷重を測定し、圧縮試験により圧縮特性を評価した。その結果、破壊発生荷重は63Nであった。また、2.7mmまで圧縮した場合の発生面圧は252N/mm2であり、次に示す従来のうず巻形ガスケットの3倍以上であった。
Next, two sheets of expanded
比較例1
膨張黒鉛テープ11の使用を省略した以外は、実施例1と同様の方法でうず巻形ガスケットを作製し、ばらけし易さの評価方法により、破壊発生荷重を測定し、圧縮試験により圧縮特性を評価した。その結果、破壊発生荷重は35Nであった。また、2.7mmまで圧縮した場合の発生面圧は69N/mm2であった。
Comparative Example 1
Except that the use of the expanded
(ばらけし易さの評価方法)
ばらけし易さの評価は、図5に示す試験装置を使用することで行なった。すなわち、うず巻形ガスケット10を定盤20とシャコ万力30で固定し、うず巻形ガスケット10の外周部に荷重測定器40で荷重を測定しながら垂直方向の力を加えた。そして、うず巻形ガスケット10のフープ材とフィラー材がばらけた時の荷重(破壊発生荷重(N))を求めた。
(Evaluation method for ease of dissemination)
Evaluation of ease of dispersal was performed by using the test apparatus shown in FIG. That is, the spiral wound
(圧縮試験)
図6に示す油圧式圧縮試験装置を使用し評価した。下部耐圧盤上25に、溝フランジを模擬した、試験フランジ21とアダプターリング22からなる模擬フランジを載せ、その中にうず巻形ガスケット10を設置後、荷重を負荷、除圧する。この時、圧力センサー23で圧縮荷重を、変位センサー24でガスケット変位量を自動記録する。圧縮後、本体厚さ2.7mm時の発生荷重を、呼び寸法から算出される受圧面5の面積で除して、発生面圧を求める。
(Compression test)
Evaluation was performed using the hydraulic compression test apparatus shown in FIG. A simulated flange composed of a test flange 21 and an
本発明によれば、使用前の運搬あるいは取扱いの際、不可避の外力が作用しても、ばらけることがない。このため、使用前の品質棄損リスクを顕著に軽減できる。また、溝フランジの補修により溝深さが深くなってもシールできる面圧を確保でき優れたシール性を発揮できため、メンテナンスコストを低減できる。 According to the present invention, even when an inevitable external force is applied during transportation or handling before use, it does not come apart. For this reason, the quality loss risk before use can be remarkably reduced. In addition, the repair of the groove flange can secure a surface pressure that can be sealed even when the groove depth is deep and can exhibit excellent sealing performance, thereby reducing the maintenance cost.
Claims (3)
該ガスケット本体部の受圧面の少なくとも一方の面に、クリンクル加工した膨張黒鉛テープを接着剤又は粘着テープで貼付したことを特徴とするうず巻形ガスケット。 A spiral hose gasket having a gasket main body portion that is a pressure receiving surface in which both sides are in contact with a sealing surface, wherein a metal hoop material and a filler material having a substantially V-shaped cross section are wound around each other,
A spiral wound gasket characterized in that a crinkle-processed expanded graphite tape is attached to at least one of the pressure-receiving surfaces of the gasket main body with an adhesive or an adhesive tape.
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