非金属ガスケットとは何ですか?

あ 非金属ガスケット は、PTFE、ゴム、グラファイト、圧縮繊維、コルク、マイカなどの非金属材料のみで作られたシーリング コンポーネントで、2 つの合わせ面の間に耐圧性と耐流体性の接合部を作成するように設計されています。 金属ガスケットとは異なり、非金属のバリアントは、効果的なシールを実現するために構造的剛性ではなく、圧縮性と耐薬品性に​​依存します。これらは、多用途性、設置の容易さ、幅広い化学物質や温度に対する耐性により、石油、化学処理、発電、造船、機械製造業界で広く使用されています。

世界の工業用ガスケット市場は約 2023年に124億ドル 化学プラントのインフラ拡大と環境シール規制の強化により、2030 年まで着実に成長すると予測されています。非金属ガスケットは、特に耐食性、電気絶縁性、または熱安定性が優先される用途において、この市場の大きなシェアを占めています。材料のオプションとそれぞれの性能範囲を理解することは、エンジニア、調達チーム、メンテナンス専門家がシーリングの決定を行うために不可欠です。

非金属ガスケットの仕組み: シールの原理

あ シーリングガスケット 2 つのフランジ、パイプ継手、または機械面の間の微細な表面の欠陥を埋めることによって機能します。ボルトが締め付けられると、ガスケットは圧縮荷重を受けて変形し、両方の合わせ面の表面形状に適合します。この適合性は、非金属材料の決定的な利点です。非金属材料は、金属よりも低いボルト荷重で降伏するため、低圧フランジ、プラスチック配管システム、および敏感な機器のハウジングに適しています。

シーリングガスケットの有効性は、相互に関連する 3 つの要因によって決まります。 ガスケット応力 (単位面積あたりの圧縮荷重)、 座り心地のストレス (初期シールを達成するために必要な最小応力)、および 動作ストレス (使用中の圧力と温度下で維持される応力)。非金属材料は通常、より低い着座応力値を必要とします。多くの場合、次の範囲になります。 1,500 ～ 5,000 psi — 10,000 psi 以上を必要とする金属ジャケットまたは固体金属ガスケットとの比較。

この低いボルト荷重要件により、非金属ガスケットは、過度のボルトトルクがフランジ面を損傷する可能性があるグラスライニング反応器、ダクタイル鋳鉄フランジ、およびグラスファイバー配管に特に適しています。圧縮性の性質により、フランジ表面の仕上げのばらつきにも対応できるため、リング ジョイントやレンズ リングの金属シールと比較して精密な機械加工要件が軽減されます。

図 1: 非金属製ガスケットは、金属製ガスケットよりも必要な着座応力が大幅に低いため、ボルト負荷が低い用途や傷つきやすいフランジ素材に適しています。半金属ガスケットはギャップを埋めるのに対し、固体金属ガスケットはシールを達成するために最も高い圧縮力を必要とします。この着座応力の違いは、フランジの設計、ボルトの仕様、トルクによるフランジの変形のリスクに直接影響します。 あSME クラス 150 またはクラス 300 フランジを扱うエンジニアにとって、多くの場合、非金属ガスケットが最も実用的でコスト効率の高い選択肢となります。

非金属ガスケットの材質の種類と用途

非金属ガスケットは単一の製品ではなく、さまざまな材料ファミリーが含まれており、それぞれが特定の環境条件に合わせて設計されています。正しいものを選択する ガスケット材質 あらゆるシーリング用途において最も重要な決定です。産業環境で使用される 6 つの主なタイプを以下に説明します。

ノンアス圧縮ガスケット

の ノンアスベストガスケット 1980 年代から 1990 年代にかけて工業製品へのアスベスト使用が世界的に禁止された後、アスベストベースのシートシールを置き換えました。最新の圧縮非アスベスト ガスケットは、合成繊維 (アラミド、ガラス、カーボン)、ゴム結合剤、鉱物充填剤の混合物から製造され、均一なシート状にプレスされています。動作温度耐性は次のとおりです。 400℃ 蒸気、水、油、および軽度の化学薬品の使用に適しています。典型的な ガスケットシート あらゆるフランジ形状にダイカットできるため、カスタム用途に非常に柔軟です。

PTFEガスケット

ポリテトラフルオロエチレン (PTFE) は、産業界で利用できる最も化学的に不活性な材料の 1 つです。あ PTFEガスケット 0 ～ 14 の pH 範囲にわたって、事実上すべての酸、アルカリ、溶剤、酸化剤に耐性があります。通常、動作温度は以下のとおりです。 -200℃～260℃ 、および延伸 PTFE 配合により、不規則なフランジ表面にさらなる圧縮性が提供されます。 PTFE が推奨されます 耐薬品性ガスケット 汚染リスクや材料劣化が許容できない製薬、食品加工、攻撃的な化学環境における材料。

グラファイトガスケット

柔軟なグラファイト（膨張グラファイトとも呼ばれる）は、 高温用ガスケット までの継続使用が可能な材料 酸化性雰囲気中 450℃ そして最大まで 不活性環境または還元環境で 3,000℃ 。グラファイトガスケットは自己潤滑性があり、熱サイクル下でも優れた回復特性を示し、幅広い温度変動にわたってシールの完全性を維持します。これらは蒸気タービン、熱交換器、ボイラー、高温化学反応器で標準的に使用されています。主な制限は、強酸化性の酸に対する感受性です。

ゴムガスケット

の ゴムガスケット は世界中で最も広く使用されているシーリング コンポーネントの 1 つであり、優れた圧縮性、弾性、コスト効率を備えています。一般的なエラストマーには、NBR (ニトリル、耐油性)、EPDM (水、蒸気、および屋外暴露用)、ネオプレン (中程度の耐薬品性および耐候性用)、FKM/バイトン (強力な化学薬品および 200℃ までの高温用) などがあります。ゴム製ガスケットは通常、水処理、HVAC、食品および飲料の配管、および一般的な工業用配管システムで使用されます。

コルクガスケット

コルクガスケット（通常はコルクとゴムの複合材料として製造されます）は、圧縮性、弾性、耐油性のユニークな組み合わせを提供します。これらは、ギアボックス カバー シール、オイル パン ガスケット、低圧空気圧継手に特に効果的です。コルクの自然な気泡構造は固有の振動減衰を提供するため、機械的騒音の低減も必要な場合に実用的な選択肢となります。温度許容範囲は一般に次のとおりです。 -40℃～120℃ .

マイカガスケット

マイカベースのガスケットは特殊です 高温用ガスケット 極度の熱用途向けに設計された製品。マイカは優れた電気絶縁性と耐熱性を備えています。 800℃以上 。これらは、熱と電気の両方のバリア特性が同時に必要とされる排気マニホールドジョイント、炉ドア、キルンシール、および電気絶縁フランジに使用されます。マイカ ガスケットはより特殊化されており、標準の繊維またはグラファイト材料が性能限界に達した場合に指定されます。

図 2: 最大連続動作温度は、非金属ガスケットの材質によって大幅に異なります。マイカ鉛は800℃以上であり、工業炉や排気システムなどの極度の熱用途に不可欠です。グラファイトおよび圧縮非アスベスト材料は、石油化学および蒸気用途の大部分を含む中高範囲 (400 ～ 450°C) をカバーします。 PTFE およびゴムコンパウンドは、より低い温度範囲で使用されますが、優れた化学的特性と弾性特性によって補われます。温度エンベロープによる選択は、ガスケット材料仕様の最初で最も重要なステップです。

フランジガスケットの規格と寸法の考慮事項

あ フランジガスケット ボルトの円、内径、および合わせフランジ面の外径に正確に適合する必要があります。互換性とシールの信頼性を確保するために、これらの寸法は国際規格によって管理されています。非金属フランジ ガスケットに関して最も広く参照されている規格には、ASME B16.21 (北米)、EN 1514-1 (ヨーロッパ)、および JIS B2403 (日本) があります。特定の配管システムにどの規格が適用されるかを理解することは、調達または製造する前に不可欠です。

レイズドフェイス (RF) フランジ用のフランジ ガスケットは通常、オーバーハングを避けるためにフランジの外径よりわずかに小さくカットされますが、フルフェイス (FF) ガスケットはボルトの荷重を面全体に分散するために外側のボルト穴まで伸びています。さねはぎ式 (T&G) またはリング式ジョイント (RTJ) フランジの場合、ガスケットの形状は大幅に変化し、非金属材料、特に PTFE やグラファイト シートは、溝のプロファイルに正確にフィットするように機械加工または打ち抜きされます。

ガスケットの厚さ も重要な変数です。標準的な圧縮シートガスケットの範囲は次のとおりです。 0.5mm～6mm シートが薄いとクリープ緩和が低くなり、高圧性能が向上しますが、シートが厚いとフランジ面の凹凸が補償されます。ほとんどの面上げ ASME フランジでは、厚さ 1.5 mm または 3 mm が実用的な標準です。

図 3: レーダー チャートは、グラファイト、PTFE、ゴム ガスケットを 5 つの重要な性能側面にわたって比較しています。グラファイトは熱サイクル下での耐熱性と寿命に優れているため、高温プロセス産業では主に選択されています。 PTFE は耐薬品性に​​おいて優れており、その全 pH スペクトルのカバー範囲は固体非金属材料の中で比類のないものです。ゴムコンパウンドは、そのエラストマーの性質と広範な商品の入手可能性を反映して、圧縮性とコスト効率の点で最高のスコアを獲得します。単一の材料がすべての側面に影響を与えることはありません。そのため、絶対的な基準で材料をランク付けするよりも、材料をアプリケーション要件に適合させることが重要です。

ノンアスベストガスケット: 安全な最新の代替品

アスベストは、その優れた耐熱性と繊維強度により、数十年にわたり工業用ガスケットシートの主要な材料でした。しかし、アスベストの発がん性が科学的に証明された後、ほとんどの国が 1980 年代から 2000 年代にかけて、工業製品へのアスベストの使用禁止を実施しました。今日、 ノンアスベストガスケット は、欧州連合 (EU 規則 1907/2006)、米国、日本、オーストラリア、韓国を含むすべての主要経済国の規制基準です。

現代の圧縮された ノンアスベストガスケット シートは、従来のアスベスト材料の性能と同等またはそれを超えるように設計されています。鍵となるのは、高性能合成繊維 (最も一般的にはアラミド (ケブラー タイプ)、ガラス繊維、または炭素繊維) と、エラストマー バインダー (通常は NBR または SBR ゴム) および熱安定性を向上させる鉱物フィラーとの組み合わせです。得られたシート材料を高圧でプレスして、均質で一貫した構造を作成します。

アスベストベースの従来品と比較して、最新の非アスベストシートは、最高 200 ℃の蒸気温度で同等のシール性能を示します。 380°C および最大 100 bar の圧力 優れた寸法安定性を備え、取り扱い、設置、廃棄時に健康や環境へのリスクがありません。以前はアスベスト青シートまたは白シートに依存していた用途では、アラミドベースの非アスベスト ガスケットが技術的な変更を必要とせずに直接置き換えられます。

図 4: アスベストから非アスベストのガスケット材料への世界的な移行は、約 30 年にわたる一連の国内および超国家的な規制措置によって推進されました。ドイツは 1991 年に早期に全国的な禁止を実施し、続いて 1999 年に EU 全体で禁止を実施しました。2000 年代初頭には日本や韓国を含むアジア市場もこれに続きました。 2010 年代までに、従来のアスベスト材料のシール性能に匹敵するかそれを超えるアラミド繊維と合成バインダー技術の進歩に支えられ、非アスベスト ガスケット シートが世界的な業界のデフォルトになりました。今日の調達チームにとって、非アスベストへの準拠を指定することは、事実上すべての主要市場において基本的な規制要件となっています。

PTFE ガスケットの耐薬品性: 詳細を見る

あmong all 耐薬品性ガスケット 材質はPTFE（ポリテトラフルオロエチレン）とは一線を画します。その炭素とフッ素の結合は有機化学の中で最も強力なものの 1 つであり、既知のほぼすべての工業用化学薬品に対する耐性を与えます。例外は、溶融アルカリ金属 (ナトリウム、カリウム)、高温の元素フッ素、および極端な条件下での特定の塩素化化合物に限定されます。

実際には、 PTFEガスケット は、濃硫酸、フッ化水素酸、硝酸、リン酸、苛性ソーダ溶液、塩素系溶剤、および広範囲の医薬中間体および食品と接触する化学薬品に対して指定されています。それがデフォルトです シーリングガスケット 生理学的に不活性で、汚染がなく、洗浄が簡単であるため、医薬品GMP環境で使用される材料です。

シーリング用途における PTFE の主な制限は、コールドフローです。持続的な圧縮荷重の下では、未使用の PTFE がゆっくりとクリープして緩和し、時間の経過とともにガスケットの応力が軽減されます。これは、2 つのエンジニアリング アプローチを通じて対処されます。 変性または延伸 PTFE 耐クリープ性を向上させるために二軸膨張を組み込んだ配合、または薄い PTFE シートが構造的により剛性の高いコア材料を包み込む PTFE エンベロープ ガスケットの指定。どちらのアプローチも産業分野で広く利用可能です ガスケットメーカー .

図 5: PTFE ガスケットは、強酸、強アルカリ、有機溶剤を含むほとんどの工業用化学物質グループにわたって、ほぼ完璧な耐性評価を達成しています。この幅広い適合性により、PTFE は、複数の種類の化学薬品に対する耐性が同時に必要とされる化学処理、医薬品製造、および食品グレードの配管においてデフォルトの選択肢となっています。唯一の注目すべき例外は溶融アルカリ金属であり、これは標準的な流体シールの範囲をはるかに超えたニッチな高エネルギー用途に相当します。複数の化学プロセスラインを管理する調達エンジニアにとって、PTFE の幅広い互換性により、複数のガスケット SKU の必要性が減り、在庫管理が簡素化されます。

カスタムガスケットの製造: ガスケットシートから完成品まで

標準カタログガスケットは、最も一般的なフランジのサイズと定格をカバーしています。ただし、多くの産業用途では、 カスタムガスケット ソリューション — 標準外のサイズ、特殊な形状、多層構造、または特殊な化合物配合。有能な ガスケットメーカー は、標準製品とアプリケーション固有の要件の間のギャップを埋める生産機能とともに、設計エンジニアリングのサポートを提供します。

の typical custom gasket production workflow begins with a dimensional specification — either a technical drawing, a physical sample for reverse engineering, or a flange face mold. From a ガスケットシート 適切な材質のガスケットは、ウォーター ジェット切断 (複雑な形状や厚い部分の場合)、ダイ パンチング (大量の標準形状の場合)、または CNC フライス加工 (プロトタイプおよび少量の精密部品の場合) の 3 つの切断方法のいずれかで製造されます。最新の切断装置では、内径および外径の公差 ±0.1 mm が達成可能です。

独自のシーリング ソリューションを必要とする企業向けに、完全な材料トレーサビリティと品質認証パッケージを備えたプライベート ラベルのカスタム ガスケットが顧客指定の配合で製造されます。このサービスは、プロジェクトの承認にサードパーティの材料認証 (PED、ASME、API) が必要な石油、ガス、電力、造船の分野で特に高く評価されています。

図 6: カスタム ガスケットの製造ワークフローは、寸法仕様から材料の選択、精密な切断、品質管理検査、および認証文書を伴う最終納品まで進みます。各ステップは重要です。フロントエンドでの寸法仕様または材料選択のエラーは、現場での漏れ故障に直接つながります。一か八かの用途 (API 6A、ASME 圧力容器) の場合、QC および認証ステップには通常、材料組成と寸法適合性の第三者による検証が含まれます。 ISO9001:2015 および API 6A 認証を取得したメーカーは、規制された業界でプロジェクトの承認に必要な文書証跡を提供できます。

非金属ガスケットの産業部門の需要

非金属ガスケットはほぼすべてのプロセス産業で消費されていますが、需要は流体を扱うインフラが高度に整備されている分野に集中しています。どの業界が最大の需要量を促進しているかを理解することは、販売代理店、EPC 請負業者、メンテナンス プランナーが製品範囲とサプライヤーとの関係に優先順位を付けるのに役立ちます。

図 7: 石油化学プラントと製油所は工業用非金属ガスケットの主な消費者であり、精製作業におけるフランジ付き配管と熱交換器システムの密度が非常に高いため、全部門需要の推定 45% を占めています。化学処理が約 22% を占め、これは PTFE および非アスベスト材料を必要とする積極的なサービス媒体によって推進されています。発電（14%）では、ボイラーとタービンのフランジ接続部にグラファイトと高温シートが広範囲に使用されています。造船および機械製造は需要のバランスを表しており、ゴムおよびコルクベースのガスケットは、これらの分野の特徴である低圧および低温用途に役立ちます。この分布により、これらの市場にサービスを提供するサプライヤーおよび流通業者に製品範囲の優先順位が通知されます。

適切な工業用ガスケットの選択: 実践的なフレームワーク

権利の指定 工業用ガスケット 体系的なアプローチが必要です。次のフレームワークは、材料を選択する前、または材料を調達する前に定義する必要がある主要なパラメータをカバーしています。 ガスケットメーカー :

1. サービス媒体を定義します。 プロセス流体が気体、液体、蒸気、またはスラリーであるかどうかを識別します。 pH、濃度、酸化剤や粒子の存在に注意してください。このステップだけで、PTFE、ゴム、またはグラファイトが候補から除外または確認されます。
2. 温度制限を確立します。 最大連続動作温度と熱サイクルの変動を特定します。用途に持続的な熱や短時間のスパイクが含まれるかどうかを確認します。2 つのシナリオでは、異なる材料戦略が必要になる場合があります。
3. 動作圧力を決定します。 ASME または EN フランジ クラスと必要なガスケット取り付け応力を相互参照します。選択した材料が熱と圧力のサイクル後に適切な残留応力を維持できることを確認してください。
4. フランジ面の状態を評価します。 あ damaged or irregular flange face requires a more compressible gasket to achieve sealing conformance. Highly irregular surfaces favor expanded PTFE or soft rubber; smooth machined faces can use harder graphite or compressed non-asbestos sheet.
5. 規制要件と認証要件を確認します。 あpplications in food, pharma, or regulated industries may mandate specific material certifications (FDA, USP Class VI, WRAS). High-pressure oil and gas systems may require API 6A or PED compliance documentation from the gasket supplier.
6. メンテナンスと再利用を検討してください。 非金属ガスケットは通常使い捨てです。交換間隔を考慮し、フランジ面を損傷することなく簡単に取り外しできる材質を選択してください。 PTFE および軟質グラファイトは、一般に、接着または接着剤で裏打ちされた材料よりも取り外しが簡単です。

あbout Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd.

寧波リルソンシーリングマテリアル有限公司は2007年に設立され、浙江省寧波市に本社を置くプロフェッショナルです。 非金属ガスケット を備えたメーカーおよびサプライヤー 20,000平方メートル 流体シールシステムソリューション専用の生産施設。 15 年以上の業界経験を持つ Rilson は、石油、化学、発電、造船、機械製造部門向けのシーリング ガスケットと材料の設計と製造において深い専門知識を培ってきました。

当社の主な製品範囲には、うず巻形ガスケット、リング ジョイント ガスケット、カムプロファイル ガスケット、波形金属ガスケット、絶縁キット ガスケット、および ノンアスベストガスケット 。工業用シーリングの総合スペシャリストとして、カタログ標準品と製品の両方に対応する複数の生産ラインを運用しています。 カスタムガスケット プロジェクト固有の要件に合わせたエンジニアリング。

リルソンが保持する ISO9001:2015品質マネジメントシステム認証取得 そして あPI 6A certificate これは、生産プロセスの一貫性と国際石油・ガス業界基準への準拠に対する当社の取り組みを反映しています。当社の製品は、一貫した品質、正確な納品、迅速な技術サポートを通じて構築された顧客ベースにより、複数大陸のクライアントから信頼されています。

誠実さ、精度、革新性、相互の成功の原則に基づいて、当社は世界中で好まれるブランドになることを目指しています。 工業用ガスケット 市場。当社は、世界中の販売代理店、EPC 請負業者、エンドユーザーからの標準製品、カスタム エンジニアリング プロジェクト、長期供給パートナーシップに関するお問い合わせを歓迎しています。

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