JP5714964B2 - Spiral 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渦巻形ガスケットに関する。 The present invention relates to a spiral gasket that is used for joints of high-temperature and high-pressure equipment and piping, and is used for the purpose of sealing fluids such as water, oil, steam, and gas.
渦巻形ガスケットは、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 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 wound and overlapped, and has a gasket body portion that serves as a pressure-receiving surface where both side surfaces abut against the seal surface. 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).
渦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-shaped gasket, asbestos tape that has been slit in the form of asbestos paper was generally used as a filler material. However, health problems that are presumed to be caused by asbestos fibers have become a social problem, and asbestos Due to the prohibition of use, paper made of inorganic materials other than asbestos as main raw materials and organic materials such as rubber and aramid fibers as binder, slitted so-called non-asbestos paper, expanded graphite tape, fluororesin tape, mica Tapes, mainly made of vermiculite, are used.
実開平７−２０４６４号公報には、金属製フープ材とフィラー材を重ね合わせて渦巻形に巻回してなるガスケットにおいて、内周形成部にてフープ材と重ね合わされるフィラー材を膨張黒鉛テープで形成し、外周形成部にてフープ材と重ね合わされるフィラー材を、補強材で補強したマイカテープで形成する複合フィラーを使用したものが開示されている。また、特開平１１−３５１３９９号公報には、金属製フープ材とフィラー材を重ね合わせて渦巻形に巻回してなる渦巻形ガスケットにおいて、フィラー材の内周部分と外周部分を補強材で補強された有機物量が５％以下のマイカテープで形成し、中央部分を膨張黒鉛テープで形成する複合フィラーを使用したものが開示されている。 Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-20464 discloses a gasket in which a metal hoop material and a filler material are overlapped and wound in a spiral shape, and the filler material overlapped with the hoop material at the inner periphery forming portion is expanded graphite tape. The thing using the composite filler which forms and forms the filler material superimposed with the hoop material in the outer periphery formation part with the mica tape reinforced with the reinforcing material is disclosed. Japanese Patent Laid-Open No. 11-351399 discloses a spiral gasket in which a metal hoop material and a filler material are overlapped and wound in a spiral shape, and the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the filler material are reinforced with a reinforcing material. In addition, there is disclosed a composite filler that is formed of mica tape having an organic content of 5% or less and a central portion is formed of expanded graphite tape.
しかしながら、渦巻形ガスケットは流体種類、温度、圧力によって内外輪、フィラー、フープの材質を選定して使用されるが、これまで、４５０℃を超える温度域で十分にシール性を発揮できるものがなかった。すなわち、従来の非石綿フィラーは１０〜２０％の有機物を含んでおり、３００℃を超える使用温度ではシール性が悪いという問題があった。膨張黒鉛テープは４００℃を超えると酸化消失をし、シールすることができなくなってしまうという問題があった。マイカペーパーやバーミキュライトを主原料とするテープは常温においてもシール性が悪いという問題があった。また、複合フィラーを使用した特開平１１−３５１３９９号公報の渦巻形ガスケットにおいても、４５０℃を超える温度域で使用することはできるものの、数年で膨張黒鉛が酸化消失してしまい十分なシール性を発揮できないという問題があった。 However, spiral gaskets are used by selecting materials for inner and outer rings, fillers, and hoops according to the fluid type, temperature, and pressure. However, until now, there is no one that can sufficiently exhibit sealing performance in a temperature range exceeding 450 ° C. It was. That is, the conventional non-asbestos filler contains 10 to 20% organic matter, and there is a problem that the sealing property is poor at a use temperature exceeding 300 ° C. When the expanded graphite tape exceeds 400 ° C., there is a problem in that it is lost in oxidation and cannot be sealed. Tapes made mainly of mica paper or vermiculite have a problem of poor sealing properties even at room temperature. In addition, the spiral gasket disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-351399 using a composite filler can be used in a temperature range exceeding 450 ° C., but the expanded graphite is oxidized and disappears within a few years. There was a problem that could not be demonstrated.
従って、本発明の目的は、４５０℃を超える温度域における長期間の使用においても、十分なシール性を発揮する渦巻形ガスケットを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a spiral gasket that exhibits sufficient sealing performance even when used for a long time in a temperature range exceeding 450 ° C.
かかる実情において、本発明者ら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膨張黒鉛テープを含むフィラー材とが重ねて巻き回されてなるガスケット本体部の内側に金属製Ｃリングを配設した渦巻形ガスケットであれば、４５０℃を超える温度域における長期間の使用においても、十分なシール性を発揮することを見出し、本発明を完成するに至った。 In such a situation, as a result of intensive studies, the present inventors have found that a metal hoop material having a substantially V-shaped cross section and a filler material including an expanded graphite tape are wound on each other inside the gasket main body. The spiral gasket provided with the C-ring has been found to exhibit sufficient sealing performance even in long-term use in a temperature range exceeding 450 ° C., 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膨張黒鉛テープを一部又は全部とする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渦巻形ガスケットであって、該ガスケット本体部の内側に金属製Ｃリングが配設され、該金属製Ｃリングが配設される該ガスケット本体部の内側部材は、金属製フープ材が複数回巻き回された内周空巻き部であり、該金属製Ｃリングと該ガスケット本体部の内側部材はシール面に当接するものであり、該金属製Ｃリングと該ガスケット本体部にフランジが当接し、締め付け荷重が作用したときに、該フランジと該Ｃリングと前記ガスケット本体部の内側部材との間に空間を形成し、かつ、この空間により密封領域を形成することを特徴とする渦巻形ガスケットを提供するものである。 That is, according to the present invention, a metal hoop material having a substantially V-shaped cross section and a filler material having a part or all of an expanded graphite tape are overlapped and wound, and both side surfaces become pressure receiving surfaces that come into contact with the seal surface. a spiral gasket having a gasket main body, a metallic C-ring on the inside of the gasket main body is arranged, the inner member of the gasket main body to which the metallic C-ring is disposed, the metal hoop An inner circumferential empty winding portion in which a material is wound a plurality of times, and the metal C-ring and the inner member of the gasket main body abut against the sealing surface. The metal C-ring and the gasket main body When a flange is brought into contact and a tightening load is applied, a space is formed between the flange, the C-ring, and the inner member of the gasket main body, and a sealed region is formed by the space. You It is to provide a spiral-shaped gasket.
本発明の渦巻形ガスケットは、ガスケット本体部の内側に金属製Ｃリングを配設したため、締め付けることにより、ガスケット本体部及び金属Ｃリングが潰れ、フランジとの隙間をなくすことができ、且つフランジとガスケット本体部と金属製Ｃリングで形成される空間領域を密閉状態にするため、４５０℃を超える高温流体がガスケット本体部側に漏れることがなく、シール性の優れた膨張黒鉛テープの酸化消失を防止して、従来のガスケットで使用できなかった４５０℃以上の温度域での長期間の使用が可能となる。 In the spiral gasket of the present invention, the metal C-ring is disposed inside the gasket main body, so that the gasket main body and the metal C-ring can be crushed by tightening, and the gap between the flange and the flange can be eliminated. In order to seal the space area formed by the gasket main body and the metal C-ring, high temperature fluid exceeding 450 ° C does not leak to the gasket main body, eliminating the disappearance of expanded graphite tape with excellent sealing performance. Therefore, it can be used for a long period of time in a temperature range of 450 ° C. or higher which cannot be used with a conventional gasket.
本実施の形態における渦巻形ガスケット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を有するものである。 The spiral-shaped gasket 10 in the present embodiment is thin and annular, and is mounted between opposed seal surfaces to perform a sealing function. The metal hoop material 1 and filler having a substantially V-shaped cross section. The gasket 2 has a gasket main body X that is wound around the material 2 and serves as a pressure receiving surface 5 whose both side surfaces abut against the seal surface 9.
金属製Ｃリング３が配設されるガスケット本体部Ｘの内側の部材は、金属製フープ材１であるか、あるいは金属製フープ材１が巻き回された内周空巻き部８の内側部材である。金属製Ｃリング３と当接する部材を金属製フープ材とすることで、所定の締め付け荷重がかかると、フランジ９、金属製Ｃリング３及び金属製フープ材とで囲まれる空間を密封域４０とすることができ、ガスケット本体部Ｘが高温流体に曝されることがなくなる（図４参照）。すなわち、金属製Ｃリング３は、所定の締め付け荷重がかかると、フランジ９、金属製Ｃリング３及び金属製フープ材とで囲まれる空間を密封域４０とすることができる部材である。また、金属製Ｃリングではなく、金属製中実Ｏリングを装填すると、金属製中実Ｏリングを潰すために大きな荷重が必要となり、ガスケット本体部Ｘがシールするために必要な面圧を維持できなくなってしまう恐れがある。これは金属プレートガスケット等の金属ソリッドガスケットでも同様の問題が生じる。 The member inside the gasket main body X where the metal C-ring 3 is disposed is the metal hoop material 1 or the inner member of the inner peripheral empty winding portion 8 around which the metal hoop material 1 is wound. is there. By using a metal hoop material as a member that contacts the metal C-ring 3, when a predetermined tightening load is applied, a space surrounded by the flange 9, the metal C-ring 3 and the metal hoop material is defined as a sealed area 40. The gasket main body X is not exposed to the high-temperature fluid (see FIG. 4). That is, the metal C-ring 3 is a member that can make a space surrounded by the flange 9, the metal C-ring 3 and the metal hoop material as a sealed area 40 when a predetermined tightening load is applied. In addition, when a metal solid O-ring is loaded instead of a metal C-ring, a large load is required to crush the metal solid O-ring, and the surface pressure necessary to seal the gasket body X is maintained. There is a risk that it will be impossible. This also causes the same problem with metal solid gaskets such as metal plate gaskets.
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。また、金属製フープ材１と金属製Ｃリング３は、接着剤などで固定されていてもよい。 The metal hoop material used as the inner peripheral void portion 8 may be the same material and the same shape as the metal hoop material constituting the gasket main body X, and the material and shape may be different. Further, the metal hoop material 1 and the metal C-ring 3 may be fixed with an adhesive or the like.
金属製Ｃリング３の厚み（ｔ３）は、ガスケット本体部の厚さ（ｔ１）の７５％以上、１２０％以下、好適には８５％以上、１２０％以下であることが好ましい。ガスケット本体部Ｘの厚さの１２０％を超える厚さの金属製Ｃリングを用いた場合、過剰圧縮率となり金属製Ｃリングが座屈をすることがある。座屈を起こすと金属製Ｃリングはフランジ９との接触面を失い、良好なシール性能が得られなくなる。また、ガスケット本体部Ｘの厚さの７５％未満の線径の金属製Ｃリングを用いた場合、フランジ９と金属製Ｃリング３が接触できないことがあり、同様に、良好なシール性能が得られなくなる。 The thickness (t 3 ) of the metallic C-ring 3 is preferably 75% or more and 120% or less, preferably 85% or more and 120% or less of the thickness (t 1 ) of the gasket main body. When a metal C-ring having a thickness exceeding 120% of the thickness of the gasket body X is used, the metal C-ring may buckle due to excessive compression. When buckling occurs, the metal C-ring loses the contact surface with the flange 9, and good sealing performance cannot be obtained. Further, when a metal C-ring having a wire diameter of less than 75% of the thickness of the gasket body X is used, the flange 9 and the metal C-ring 3 may not be in contact with each other, and similarly, good sealing performance is obtained. It becomes impossible.
また、金属製Ｃリング３の厚み（ｔ３）は、金属製フープ材の幅（ｔ２）より、大であっても、同じであっても、小であってもよい。金属製Ｃリング３の厚み（ｔ３）は、金属製フープ材の幅（ｔ２）の８５％以上、１２０％以下であることが好ましく、１００％が最適である。このような寸法関係にあれば、フランジの締め付けにより、先に金属製フープ材が撓んでも、ほぼ同時に金属製Ｃリング３も潰すことができ、且つガスケット本体部Ｘがシールするために必要な面圧を維持することができる。 Further, the thickness (t 3 ) of the metallic C-ring 3 may be larger, the same or smaller than the width (t 2 ) of the metallic hoop material. The thickness (t 3 ) of the metal C-ring 3 is preferably 85% or more and 120% or less of the width (t 2 ) of the metal hoop material, and 100% is optimal. With such a dimensional relationship, even if the metal hoop material is bent first by tightening the flange, the metal C-ring 3 can be crushed almost at the same time, and the gasket main body X is necessary for sealing. Surface pressure can be maintained.
金属製Ｃリング３の肉厚は、ガスケット厚さの５〜２５％であることが好ましい。金属製Ｃリング３の肉厚が、ガスケット厚さの２０％を超えると、金属製Ｃリングを製造するときのフォーミングが困難になる。また、金属製Ｃリング３の肉厚が、ガスケット厚さの５％未満であると、金属製Ｃリング３の反力が弱くなり、高温流体とガスケット本体Ｘとを遮断することができないという問題が生じる。 The wall thickness of the metal C-ring 3 is preferably 5 to 25% of the gasket thickness. If the thickness of the metallic C-ring 3 exceeds 20% of the gasket thickness, forming when producing the metallic C-ring becomes difficult. Further, if the thickness of the metal C-ring 3 is less than 5% of the gasket thickness, the reaction force of the metal C-ring 3 becomes weak and the high temperature fluid and the gasket body X cannot be shut off. Occurs.
金属製Ｃリング３は、断面がＣ字形状で、且つＣ字の開口が中心側にある公知のガスケットであり、通常、プレス金型で成形して製作されたり、ロールフォーミングで成形して製作される。 The metal C-ring 3 is a known gasket having a C-shaped cross section and a C-shaped opening on the center side. Usually, the metal C-ring 3 is manufactured by molding with a press die or by roll forming. Is done.
金属製Ｃリングの材質としては、特に制限されないが、流体に侵されず、使用温度に耐えることのできるものであればよい。一般的にはＳＵＳ３２１、ＳＵＳ３１６Ｌ、ニッケル合金が耐熱性、耐食性及び価格などの観点から好ましい。 The material of the metal C-ring is not particularly limited as long as it is not affected by the fluid and can withstand the use temperature. In general, SUS321, SUS316L, and a nickel alloy are preferable from the viewpoints of heat resistance, corrosion resistance, price, and the like.
また、金属製Ｃリングはメッキが施されていてもよい。またアルミニウムや銅の薄板で被覆してもよい。金属製Ｃリングにメッキや被覆を施すと、金属製Ｃリングのシール性能は更に向上し、ガスケット本体部Ｘが、高温流体に曝されることがなくなる。 The metal C-ring may be plated. Moreover, you may coat | cover with the thin plate of aluminum or copper. If the metal C-ring is plated or coated, the sealing performance of the metal C-ring is further improved, and the gasket body X is not exposed to the high-temperature fluid.
渦巻形ガスケット１０において使用されるフィラー材２は、膨張黒鉛テープを一部又は全部とするものである。具体的には、フィラー材２は、膨張黒鉛テープ、膨張黒鉛テープと非石綿ペーパーとの複合のもの、膨張黒鉛テープとマイカテープとの複合のものである。 The filler material 2 used in the spiral gasket 10 has an expanded graphite tape partly or entirely. Specifically, the filler material 2 is an expanded graphite tape, a composite of expanded graphite tape and non-asbestos paper, or a composite of expanded graphite tape and mica tape.
複合とは、フィラー材の所定の部分が膨張黒鉛テープであり、他の部分が非石綿ペーパー又はマイカテープであり、膨張黒鉛テープのテープ端と非石綿ペーパー又はマイカテープの先端が突き合わされて交互に切り替えて巻き回した長尺状のものを言い、両者のテープ面が貼り合わされたものではない。 In composite, a predetermined part of filler material is expanded graphite tape, the other part is non-asbestos paper or mica tape, and the end of expanded graphite tape and the tip of non-asbestos paper or mica tape are abutted and alternated. It is a long one that has been wound by switching to, and is not a laminate of both tape surfaces.
複合フィラーとしては、巻き回し後における内周形成部に膨張黒鉛テープを、外周形成部にマイカテープ又は非石綿ペーパーを、それぞれ配設したもの、巻き回し後における内周形成部と外周形成部に膨張黒鉛テープを、内周形成部と外周形成部間の中央形成部にマイカテープ又は非石綿ペーパーを、それぞれ配設したものなどが挙げられる。フィラーを複合フィラーとして、金属製Ｃリングをガスケット本体部Ｘの内周側に装填することにより、更に膨張黒鉛テープの酸化消失を抑えることができる。 As the composite filler, the expanded graphite tape is disposed in the inner periphery forming portion after winding, the mica tape or the non-asbestos paper is disposed in the outer periphery forming portion, respectively, the inner periphery forming portion and the outer periphery forming portion after winding. Examples include expanded graphite tape, and mica tape or non-asbestos paper disposed at the center forming portion between the inner periphery forming portion and the outer periphery forming portion. By using a filler as a composite filler and loading a metal C-ring on the inner peripheral side of the gasket main body X, it is possible to further suppress the disappearance of the expanded graphite tape from oxidation.
非石綿ペーパーは、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が挙げられる。無機材としては、粘土系粉体、セラミック繊維等が挙げられる。このような抄造紙はテープ状に切断してフィラー材として使用すればよい。 Non-asbestos paper includes paper-making paper using an inorganic material as a main raw material and an organic material such as rubber and aramid fiber as a binder. Examples of the inorganic material include clay powder and ceramic fiber. Such papermaking paper may be cut into a tape and used as a filler material.
渦巻形ガスケット１０において、ガスケット本体部の厚さ（ｔ１）は、略Ｖ字断面におけるフィラー材２の幅寸法でもある。また、略Ｖ字断面における金属製フープ材の幅（ｔ２）は、渦巻形ガスケットとしての厚みを言う（図２参照）。また、渦巻形ガスケット１０は受圧面側において、フィラー材２を金属製フープ材１より僅かに突出させてなる。突出量が小さ過ぎると、ガスケット本体の表面へのシールの露出が少なくなり、シール性能が悪くなり、突出量が大き過ぎると、所定面圧で締め付けた際、表面に露出した膨張黒鉛の部分で実体漏れが多くなるため、シール性能が低下する。金属製フープ材としては、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌなどのステンレス鋼、インコネル・インコロイなどの耐熱合金の帯を使用すればよい。 In the spiral gasket 10, the thickness (t 1 ) of the gasket main body is also the width dimension of the filler material 2 in a substantially V-shaped cross section. Further, the width (t 2 ) of the metal hoop material in the substantially V-shaped cross section refers to the thickness as a spiral gasket (see FIG. 2). Further, the spiral gasket 10 has a filler material 2 slightly protruded from the metal hoop material 1 on the pressure receiving surface side. If the amount of protrusion is too small, the exposure of the seal to the surface of the gasket body will be reduced, resulting in poor sealing performance.If the amount of protrusion is too large, the portion of the expanded graphite exposed on the surface will be exposed when tightened at the specified surface pressure. Since the actual leakage increases, the sealing performance is deteriorated. As the metal hoop material, stainless steel such as SUS316 or SUS316L, or a heat-resistant alloy band such as Inconel or Incoloy may be used.
渦巻形ガスケット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。 In the spiral gasket 10, an outer peripheral winding part 7 around which a metal hoop material is wound is formed on the outer periphery of the gasket body part X. The metal hoop material used as the outer peripheral winding portion 7 may be the same material and the same shape as the metal hoop material constituting the gasket main body portion X, and the material and shape may be different.
渦巻形ガスケット１０は、空巻き部７の外周に、ガスケット本体部Ｘの厚み（ｔ１）より小の厚みを有し、且つ金属製Ｃリング３の厚みより小の厚みを有する外輪４を形成している。外輪４は、締付圧力によるガスケット本体部の内側への変形の防止や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。 The spiral-shaped gasket 10 has an outer ring 4 having a thickness smaller than the thickness (t 1 ) of the gasket body X and a thickness smaller than the thickness of the metal C-ring 3 on the outer periphery of the idle winding portion 7. doing. The outer ring 4 has a function of preventing the inner deformation of the gasket main body due to the tightening pressure and a centering function. The outer ring 4 may be a metal plate.
次に、渦巻形ガスケット１０の製造方法の一例を説明する。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、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、所定の幅寸法の例えば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。次いで、金属製Ｃリング３を内周空巻き部８の内周部に接着剤で外れないように接合で取り付け、最後に、所定の厚さの金属板（外輪４）を装着して完成させる。 Next, an example of a method for manufacturing the spiral gasket 10 will be described. First, a metal hoop material having a predetermined thickness and a predetermined width is drawn into a substantially V shape. Next, only the metal hoop material is wound 2 to 5 times to form the inner peripheral idle winding portion 8. Next, for example, expanded graphite tape having a predetermined thickness and a predetermined width dimension as a filler material is overlaid, and wound up to a predetermined dimension while being overlapped to form a gasket body X. Next, only the metal hoop material is finally idled for about 2 to 5 turns, and then spot welding is performed to form the outer circumference idle part 7. At this time, the pressing piece clearance is adjusted so that the thickness of the main body portion X of the gasket becomes a predetermined dimension, and the amount of the expanded graphite protruding is set to the predetermined dimension. Next, the metal C-ring 3 is attached to the inner peripheral portion of the inner peripheral idle winding portion 8 by bonding so that it does not come off with an adhesive, and finally, a metal plate (outer ring 4) having a predetermined thickness is attached and completed. .
次に、渦巻形ガスケット１０の使用方法を説明する。渦巻形ガスケット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３参照）。なお、図３及び図４は、締め付け荷重Ｗが作用して、金属製Ｃリング３と金属製フープ材１が潰れて、フランジ９と金属製Ｃリング３と金属製フープ材１とで形成される空間ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆが密封領域４０となっている状態を示す。このような密封領域の存在により、ガスケット本体部Ｘは高温流体に曝されることがなく、膨張黒鉛テープの酸化消失もなく、長期間の良好なシール性が得られる。 Next, a method for using the spiral gasket 10 will be described. The spiral gasket 10 is used to seal a fluid by being mounted between pipe connection locations, that is, between opposing seal surfaces 9 and 9 in an oil refinery, a petrochemical plant, a power plant, a steel mill, and the like ( (See FIG. 3). 3 and 4, the metal C-ring 3 and the metal hoop material 1 are crushed by the tightening load W, and are formed of the flange 9, the metal C-ring 3, and the metal hoop material 1. A state in which the spaces a, b, c, d, e, and f are sealed regions 40 is shown. Due to the presence of such a sealing region, the gasket body X is not exposed to a high-temperature fluid, and the expanded graphite tape is not oxidized and lost, and a good sealing property for a long period of time can be obtained.
フランジ９をボルトで締め付けるとフランジ９はガスケット本体部Ｘを支点として撓みが生じる。そのためガスケット本体部Ｘの外周側は面圧が高く、内側は面圧が小さくなる。従来の渦巻形ガスケットにおいて、フィラーを膨張黒鉛テープと非石綿ペーパーまたはマイカテープとの複合タイプにしても膨張黒鉛テープの酸化消失を防止することができない場合がある。しかし、本発明の渦巻形ガスケットは内側の面圧が小さくても、ガスケット本体部Ｘは常に内部流体に曝されることがないため、フランジのたわみが大きくても酸化消失を防止できる。 When the flange 9 is tightened with a bolt, the flange 9 is bent with the gasket body X as a fulcrum. Therefore, the outer peripheral side of the gasket body X has a high surface pressure, and the inner surface has a low surface pressure. In the conventional spiral gasket, even if the filler is a composite type of expanded graphite tape and non-asbestos paper or mica tape, it may not be possible to prevent oxidation loss of the expanded graphite tape. However, in the spiral gasket of the present invention, even if the inner surface pressure is small, the gasket main body X is not always exposed to the internal fluid, and therefore, the loss of oxidation can be prevented even if the flange has a large deflection.
本発明の渦巻形ガスケット１０は、シール面９と受圧面Ｘ間の締め付け面圧７８.４〜１５６.８Ｎ/ｍｍ２で使用した際、４５０℃のような高温流体の０〜１．０ＭＰａの内圧に対して、漏洩量はほぼゼロである。 When the spiral gasket 10 of the present invention is used at a clamping surface pressure of 78.4 to 156.8 N / mm 2 between the seal surface 9 and the pressure receiving surface X, it is 0 to 1.0 MPa of a high temperature fluid such as 450 ° C. The leakage is almost zero with respect to the internal pressure.
本発明の渦巻形ガスケットは、上記外輪付き渦巻形ガスケット以外に、外輪が省略された渦巻形ガスケットを含むものである。 The spiral gasket of the present invention includes a spiral gasket in which the outer ring is omitted in addition to the spiral gasket with the outer ring.
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.
＜渦巻形ガスケットの作製＞
石油学会規格「配管用渦巻形ガスケット」で定められたクラス９００ ２Ｂの外輪付きタイプ渦巻形ガスケットを製作した。これは、図１及び図２に示す構造の渦巻形ガスケットであり、呼び寸法は、ガスケット本体部内径６９．８ｍｍ、ガスケット本体部外径８５．９ｍｍ、外輪外径１０４．９ｍｍ、ガスケット本体部Ｘの厚さ（ｔ１）４．５ｍｍで、金属製Ｃリングを厚み（最大外径）４．０ｍｍ、材質はＳＵＳ３２１とした。また、略Ｖ字断面の金属製フープ材の幅（ｔ２）５.０ｍｍ、フィラー材は膨張黒鉛テープとし、金属製Ｃリングは肉厚０．５ｍｍ、メッキなしとした。
<Production of spiral gasket>
A class 9002B type spiral gasket with an outer ring defined by the Petroleum Institute Standard “Spiral Spiral Gasket” was manufactured. This is a spiral gasket having the structure shown in FIGS. 1 and 2, and the nominal dimensions are gasket body inner diameter 69.8 mm, gasket body outer diameter 85.9 mm, outer ring outer diameter 104.9 mm, gasket body X The thickness (t 1 ) was 4.5 mm, the metal C-ring had a thickness (maximum outer diameter) of 4.0 mm, and the material was SUS321. The width (t 2 ) of the metal hoop material having a substantially V-shaped cross section was 5.0 mm, the filler material was an expanded graphite tape, and the metal C-ring was 0.5 mm thick with no plating.
＜渦巻形ガスケットの作製方法＞
先ずガスケット本体部と金属製Ｃリングをそれぞれ別個に製作した。なお、ガスケット本体部は、従来の一般的な製法通り、ガスケット本体部作製の際、金属製フープと同じ材料同じ形状のものを使用して、外周空巻き部７と内周から巻き部８を形成した。この際、外周空巻き部７と金属板状の外輪４及び内周空巻き部８と金属製Ｃリングは、外れ防止のためそれぞれ接着剤で固定した。
<Production method of spiral gasket>
First, a gasket main body and a metal C-ring were manufactured separately. In addition, the gasket main-body part uses the same material and the same shape as a metal hoop at the time of manufacture of a gasket main-body part as the conventional general manufacturing method, The outer periphery empty winding part 7 and the winding part 8 from inner periphery are used. Formed. At this time, the outer peripheral winding part 7, the metal plate-like outer ring 4, the inner peripheral empty part 8, and the metal C-ring were each fixed with an adhesive to prevent detachment.
（加熱後シール試験）
図５に示すシール試験装置２０を使用した。すなわち、ＪＰＩ−７Ｓ−１５適用規格（クラス９００ ２Ｂ）フランジ２１を使用し、フランジ２１間に本発明の渦巻形ガスケット１０を挟み、ユニファイネジ２２（７／８−９ＵＮＣ）８本で面圧１１７．６Ｎ／ｍｍ２まで締め付けて試験体とし、大気雰囲気の熱風循環炉に入れ、６００℃で１０００時間加熱し、その後室温まで冷却後、窒素ガスを３．０ＭＰａの内圧で負荷したときの漏れを、石鹸水の吹き付けにより確認した。これを３サイクル繰り返し行なった。なお、ユニファイネジによる試験体の締め付けは、トルクレンチで上記面圧となるように４段階で対角に締め付け、最終トルクで３回締め付けた。その結果を表１に示す。表１中、ｎ１がシール試験１回目、ｎ２がシール試験２回目、ｎ３がシール試験３回目である。
(Seal test after heating)
A seal test apparatus 20 shown in FIG. 5 was used. In other words, JPI-7S-15 applicable standard (class 900 2B) flange 21 is used, and the spiral gasket 10 of the present invention is sandwiched between the flanges 21, and the surface pressure 117 is obtained with eight unified screws 22 (7 / 8-9UNC). .Tighten to 6 N / mm 2 to make a test specimen, put it in a hot air circulating furnace in the atmosphere, heat at 600 ° C. for 1000 hours, and then cool to room temperature, and then leak when nitrogen gas is loaded at an internal pressure of 3.0 MPa. This was confirmed by spraying soapy water. This was repeated 3 cycles. The specimen was tightened diagonally in four stages with a torque wrench so that the above surface pressure was obtained, and tightened three times with the final torque. The results are shown in Table 1. In Table 1, n1 is the first seal test, n2 is the second seal test, and n3 is the third seal test.
膨張黒鉛テープに代えて、膨張黒鉛テープとマイカテープの複合フィラーとした以外は、実施例１と同様の方法で行った。すなわち、巻き回し後における内周形成部と外周形成部に膨張黒鉛テープを、内周形成部と外周形成部間の中央形成部にマイカテープを、それぞれ配設した。ガスケット本体部Ｘに占める内周形成部、外周形成部及び中央形成部の割合は、径方向における長さで、それぞれ１/３、１/３、１/３である。その結果を表１に示す。 The same procedure as in Example 1 was performed except that instead of the expanded graphite tape, a composite filler of expanded graphite tape and mica tape was used. That is, the expanded graphite tape was disposed in the inner periphery forming portion and the outer periphery forming portion after winding, and the mica tape was disposed in the center forming portion between the inner periphery forming portion and the outer periphery forming portion. The ratios of the inner periphery forming portion, the outer periphery forming portion, and the center forming portion in the gasket main body portion X are the lengths in the radial direction, which are 1/3, 1/3, and 1/3, respectively. The results are shown in Table 1.
比較例１
金属製Ｃリングに代えて、外輪と同じ厚みの金属板状の内輪３０とした以外は、実施例１と同様の方法で行った。すなわち、比較例１は、図６の構造の金属製Ｃリングの使用を省略した渦巻形ガスケット５０を使用したものである。その結果を表１に示す。
Comparative Example 1
The same method as in Example 1 was performed except that the metal ring-shaped inner ring 30 having the same thickness as the outer ring was used instead of the metal C-ring. That is, the comparative example 1 uses the spiral gasket 50 in which the use of the metal C-ring having the structure of FIG. 6 is omitted. The results are shown in Table 1.
なお、試験後の渦巻形ガスケットを確認したところ、比較例１の膨張黒鉛テープは完全に消失していたが、実施例１及び２では膨張黒鉛テープは存在していた。実施例２では膨張黒鉛テープと内外周のマイカテープは全く消失が見られなかった。 When the spiral gasket after the test was confirmed, the expanded graphite tape of Comparative Example 1 was completely lost, but in Examples 1 and 2, the expanded graphite tape was present. In Example 2, no disappearance was observed in the expanded graphite tape and the inner and outer mica tapes.
本発明の渦巻形ガスケットは、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４５０℃を越える高温流体をシールするために好適なガスケットである。 The spiral-shaped gasket of the present invention is a gasket suitable for sealing a high-temperature fluid exceeding 450 ° C. at a place where a pipe is connected in an oil refinery, a petrochemical plant, a power plant, an ironworks, or the like.
１ 金属製フープ材
２ フィラー材
３ 金属製Ｃリング
４ 外輪
５ 受圧面
７ 外周空巻き部
８ 内周空巻き部
９ フランジ
１０、５０ 渦巻形ガスケット
２０ シール試験装置
３０ 内輪
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal hoop material 2 Filler material 3 Metal C ring 4 Outer ring 5 Pressure-receiving surface 7 Outer periphery coiling part 8 Inner periphery coiling part 9 Flange 10, 50 Spiral type gasket 20 Seal test apparatus 30 Inner ring
Claims (4)
該金属製Ｃリングが配設される該ガスケット本体部の内側部材は、金属製フープ材が複数回巻き回された内周空巻き部であり、
該金属製Ｃリングと該ガスケット本体部の内側部材はシール面に当接するものであり、
該金属製Ｃリングと該ガスケット本体部にフランジが当接し、締め付け荷重が作用したときに、該フランジと該Ｃリングと前記ガスケット本体部の内側部材との間に空間を形成し、かつ、この空間により密封領域を形成することを特徴とする渦巻形ガスケット。 A spiral having a gasket main body portion in which a metal hoop material having a substantially V-shaped cross section and a filler material partly or entirely of an expanded graphite tape are wound on each other, and both side surfaces serve as pressure receiving surfaces that come into contact with the seal surface A metal C-ring is disposed inside the gasket body ,
The inner member of the gasket main body portion on which the metal C-ring is disposed is an inner peripheral winding portion in which a metal hoop material is wound a plurality of times,
The metal C-ring and the inner member of the gasket body are in contact with the sealing surface,
When a flange comes into contact with the metal C-ring and the gasket main body and a tightening load is applied, a space is formed between the flange, the C-ring and the inner member of the gasket main body, and this A spiral gasket characterized in that a sealed region is formed by a space .
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