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バルブシール材は、漏れ耐性、温度特性、 耐薬品性、耐用年数、そしてバルブ全体の信頼性に直接影響します。 一般的なシール材の違いを理解することで、 使用条件に最適なバルブを選択できます。
バルブシール材が重要な理由
バルブ本体は構造的な強度を提供し、内部部品を保護します。 一方、シールシステムはバルブを閉じた状態に保ち、流体の漏れを防ぎます。 バルブ本体の材質、接続サイズ、圧力定格が同じであっても、 シール材が異なると、性能と耐用年数に大きな違いが生じる可能性があります。
水に対して良好な性能を発揮するシールは、燃料油や鉱物油には適さない場合があります。 同様に、室温使用向けに設計されたシールは、温水、 蒸気、または高温の工業用流体には耐えられない場合があります。シールの選定にあたっては、使用媒体、温度、 圧力、化学物質への曝露、および動作周波数をすべて考慮する必要があります。
バルブシート
バルブシートは、ボールまたはプラグとバルブ本体の間に配置されます。 バルブが閉じているときに、主要なシール面となります。 PTFEは、最も一般的なバルブシート材料の1つです。
Oリングまたはシールリング
Oリングは、バルブステム、本体接続部、 アクチュエータ接続部、およびその他の静的または動的なシールポイントの周囲によく使用されます。 一般的な材料としては、EPDM、FKM、NBR、シリコーンなどがあります。
一般的なバルブシール材の比較
| 材料 | 主な利点 | 代表的な用途 | 性能特性 | 重要な制限事項 |
|---|---|---|---|---|
| PTFE | 低摩擦性、優れた耐薬品性、低吸水性、 そして良好な寸法安定性。 | 水、空気、ガス、各種化学薬品、実験用液体、 および一般産業用バルブのサービス。 | 滑らかな動作と優れた耐薬品性を備えているため、バルブシートとして広く使用されています。 | 継続的な高圧下、または長時間の高温負荷下では、コールドフローや変形が生じる可能性があります。 また、ゴム製シールに比べて弾性が劣ります。 |
| EPDM | 高温水、蒸気、オゾン、風化、そして多くの水性液体に対して優れた耐性を持つ。 | 給水システム、空調システム、暖房システム、 冷却水、および屋外設備。 | 優れた弾性と耐候性を備えているため、多くの 水性および屋外用途に適しています。 | 一般的に、石油系オイル、鉱物油、 燃料、および多くの炭化水素系流体には適していません。 |
|
FKM 一般的にバイトンとして知られている |
油、燃料、多くの化学物質、 および高温に対する高い耐性。 | 燃料システム、鉱物油、潤滑油、 自動車機器、および産業機械。 | 過酷な油、燃料、高温環境下での用途によく選ばれます。 | 温水、蒸気、および一部の極性流体には適さない場合があります。 ご使用の媒体との適合性は必ずご確認ください。 |
| NBR | 鉱物油、グリース、 および多くの石油系液体に対する優れた耐性を持ちながら、コストパフォーマンスに優れています。 | オイルライン、燃料システム、油圧機器、 空気圧システム、および一般機械。 | 優れた耐摩耗性を備え、多くの 標準温度油用途に適しています。 | 一般的に、EPDMやFKMに比べて、オゾン、紫外線、 風化、高温に対する耐性が低い。 |
| シリコーン | 柔らかく、柔軟性があり、比較的広い温度範囲で弾力性を維持できる。 | 低圧機器、実験装置、 温度に敏感な用途向け機器、および一部の食品関連機器。 | ソフトなシール性と温度変化への対応力が重要な場合に最適です。 | 一般的に、高圧、 研磨性物質、燃料、または高負荷の動的用途には最適な選択肢ではありません。 |
幅広い耐薬品性
耐候性
高温用途
コスト効率の高いシール
幅広い温度範囲範囲
シール材の主な違い
- 耐水性 EPDMは、水、温水、水系システムによく使用されます。 低摩擦性と耐薬品性が求められる場合は、PTFEも適している場合があります。
- 耐油性・耐燃料性 NBRとFKMは、油や燃料用途によく使用されます。 FKMは、一般的に高温やより厳しい条件下で好まれます。
- 耐薬品性 PTFEは幅広い耐薬品性を持つためよく選ばれますが、適合性は 使用する化学物質の種類、濃度、温度、暴露時間によって異なります。
- 高温性能 FKMとPTFEは高温環境でよく使用されますが、 最終的な耐熱温度はバルブ全体の設計によって異なります。
- 屋外耐久性 EPDMは一般的にオゾン、紫外線、 および風化に対する優れた耐性を持ち、特定の屋外システムに適しています。
- 弾性と回復性 EPDM、FKM、およびNBRは、柔軟なOリングシールを提供するエラストマーです。 PTFEは弾性が低く、バルブシートによく使用されます。
適切なシール材の選び方
作動媒体の特定
バルブが水、空気、ガス、燃料、鉱物油、 化学液体、洗浄液、蒸気、またはその他の流体を取り扱うかどうかを判断します。 これは材料選定における最初にして最も重要なステップです。
温度範囲の確認
起動時、停止時、洗浄時、蒸気曝露時、および周囲環境条件を含めた、最低および最高運転温度を確認してください。 シールは、全温度範囲において安定性と柔軟性を維持する必要があります。
圧力とサイクル頻度の確認
高圧、頻繁な開閉、振動、圧力スパイク、 および連続運転は、シールの摩耗を加速させる可能性があります。 バルブシートとOリングの両方の耐圧性能を確認してください。
化学的適合性の確認
化学的適合性は、流体の種類、濃度、 温度、接触時間によって異なります。水に適した材料が、 油、燃料、溶剤、洗浄剤にも使用できるとは限りません。
認証要件の確認
飲料水、食品、医療、その他の規制対象用途の場合、 バルブアセンブリ全体が必要な認証を取得していることを確認してください。 バルブ本体またはシール材だけでは、自動的に適合性が証明されるわけではありません。
一般的な用途に推奨される材料
給水・空調システム
EPDMまたはPTFEが検討できます。EPDMは給水システムのOリングによく使用され、 PTFEは低摩擦性と化学的安定性が求められるバルブシートによく使用されます。
オイル・燃料システム
NBRとFKMが一般的な選択肢です。NBRは標準温度のオイルサービスに適していますが、 FKMはより高温で要求の厳しい流体によく使用されます。
化学処理
PTFEは耐薬品性に優れているため、しばしば検討されます。 必ず、特定の化学物質および運転条件との適合性を確認してください。
屋外配管
シールがオゾン、紫外線、 および変化する気象条件に耐える必要がある場合は、EPDMが適している場合があります。
高温機器
FKMまたはPTFEを検討することもできますが、温度、圧力、サイクル頻度、 およびシール位置をすべて総合的に考慮する必要があります。
実験器具
PTFEは、低摩擦性、 低吸水性、そして化学的安定性が求められる用途によく用いられます。
バルブシール選定チェックリスト
- バルブ本体、ボール、プラグ、またはステムの材質を確認してください。
- バルブシートの材質（PTFEなど）を確認してください。
- Oリングまたはシールリングの材質（EPDM、FKM、NBRなど）を確認してください。
- 実際の作動媒体とその濃度を特定してください。
- 最低および最高作動温度を確認してください。
- 通常圧力、最大圧力、および圧力変動を確認してください。
- 開閉頻度と期待される耐用年数を考慮してください。
- 接続サイズ、ねじ規格、流れ方向、および設置方法を確認してください。位置。
- 規制対象用途の場合は、バルブアセンブリ全体の認証を確認してください。
結論
すべてのバルブとすべての流体に適した単一のシール材はありません。 PTFEは、低摩擦性と耐薬品性から一般的に選択されます。 EPDMは、水系システムや屋外環境でよく使用されます。 FKMは、油、燃料、化学薬品、および高温用途で一般的に検討されます。 NBRは、多くの標準温度の油および機械用途に適しています。 一方、シリコーンは、柔軟なシール性と温度柔軟性が求められる場合に役立ちます。 最終的な選択は、バルブシート、Oリング、作動媒体、 温度、圧力、作動頻度、および認証要件を総合的に考慮して行う必要があります。