高温シール用途向け波形グラファイトガスケット

シーリングエンジニアが高温高圧フランジ接続用のガスケットオプションを評価するとき、波形黒鉛ガスケット構造は、金属の構造的剛性と、膨張黒鉛充填材の化学的不活性および熱弾性を組み合わせた、明確な性能層を占めています。波形金属コア (通常は 304 ステンレス鋼、316L、または炭素鋼) がボルト応力下での機械的負荷経路を提供し、グラファイト層がフランジ表面の凹凸に適合し、実際のシールを形成します。接着剤、バインダー、温度で分解する有機化合物は使用していません。

-200℃

→

650℃

動作温度範囲（グラファイト充填、不活性雰囲気）

400 ペソ

クラス2500

最大圧力クラス — 標準波形グラファイトグレード

98%

カーボン

プレミアムシーリンググレードの膨張黒鉛の黒鉛純度

EN 1514-8

ASME B16.20

主要な寸法および性能基準

波形グラファイトガスケットの温度耐性: 熱範囲全体にわたる性能

波形グラファイトガスケットの温度耐性は、金属コアではなくグラファイト充填物によって決まります。膨張黒鉛は、極低温使用 (-200 °C) から酸化環境では 650 °C、不活性または還元雰囲気では最大 3,000 °C まで熱的に安定しています。これは、エラストマーまたは PTFE ガスケット材料が到達しない範囲です。

-200℃ to 0°C

極低温

LNG、液体窒素、極低温プロセスライン。グラファイトは柔軟性を保ちます。金属コアは、エラストマーが脆化する場合でも構造的完全性を保持します。

0℃～300℃

標準サービス

蒸気、熱水、プロセス配管。最も一般的な工業プロセス温度範囲にわたって完全なシール性能を発揮します。

300℃～650℃

高温

過熱蒸気、サーマルオイル、高温ガスライン。酸化雰囲気の制限 — 450°C を超える酸化サービスについてはサプライヤーにお問い合わせください。

650℃

エクストリーム/イナートのみ

水素、窒素、または真空サービスにおける炉および反応器の用途。 99% のグラファイト純度および金属透過防止コーティングが必要です。

熱サイクル性能では、波形グラファイト構造が圧縮繊維シートガスケットよりも優れています。スチール（12 × 10-6/℃）と比較したグラファイト充填材のほぼゼロの熱膨張係数（1 ～ 2 × 10-6/℃）は、加熱と冷却のサイクルを繰り返しても、有機充填ガスケットのようにグラファイト層がシール界面で押し出されたり緩和したりしないことを意味します。これは、熱サイクルサービスにおけるフランジのリトルク頻度の低下に直接つながります。

波形グラファイトガスケットのシール性能: 接触応力、適合性、および漏れの完全性

波形グラファイトガスケットのシール性能は、2 つの同時メカニズムによって決まります。波形の金属コアがボルトの荷重を個別のシールリッジに集中させ、グラファイトの表面層がその集中応力下でフランジ面の微細な凹凸に適合します。これらを組み合わせることで、うず巻形ガスケットが必要とするよりも 30 ～ 50% 低い着座応力での気密性が実現され、シールに必要なボルトの負荷が軽減され、定格の低いフランジでのフランジの回転と漏れのリスクが軽減されます。

最小着座応力(m)

通常、波形グラファイトグレードでは 20 ～ 30 MPa ですが、スパイラル巻きでは 55 ～ 70 MPa です。ボルト荷重バジェットが制限されているクラス 150 および PN16 フランジで効果的なシールを可能にします。

ガスケット係数 (y)

初期着座応力要件: 波形の形状とグラファイト密度に応じて 25 ～ 45 MPa。 ASME PCC-1 付録 O のトルク計算は、公開されている m および y 値を使用して直接適用されます。

表面仕上げ公差

Ra 3.2 ～ 12.5 μm のフランジ面仕上げ (125 ～ 500 AARH) に効果的です。グラファイト充填は、スパイラル巻きやリングジョイントのガスケットの漏れの原因となるツーリングマークや軽度の表面腐食に対応します。

耐噴出性

金属コアは、圧力サージ下で全面ソフトガスケットで発生する可能性のある突発的な押出破壊モードを防ぎます。波形は機械的なストップとして機能し、設計を超える圧力が発生した場合でもグラファイトの変位を制限します。

波形グラファイトガスケットの耐薬品性: プロセス産業全体にわたる媒体の互換性

波形グラファイトガスケットの耐薬品性は、商業的に最も重要な特性の 1 つです。膨張黒鉛は、精製、石油化学、発電、化学処理で遭遇するプロセス化学物質の大部分（PTFE エンベロープやゴム充填代替品を劣化させる強酸、アルカリ、炭化水素など）とは反応しません。

メディア部門	互換性	温度制限	注意事項
蒸気（飽和・過熱）	素晴らしい	650℃	プライマリアプリケーション - ベンチマークサービス
炭化水素（石油、燃料、ガス）	素晴らしい	500℃	製油所およびパイプラインサービスに最適
硫酸 (<98%)	良い	200℃	メタルコアのグレードを確認します - SS316L を推奨
塩酸	中等度	120℃	濃度に依存します。希塩酸用ハステロイCコア
苛性アルカリ（NaOH、KOH）	良い	300℃	標準グレードは濃度 30% 未満で許容されます
硝酸（酸化性）	限定	—	酸化性の酸はグラファイトカーボンマトリックスを攻撃します - 推奨されません
塩素・ハロゲン	限定	—	湿式ハロゲンサービスにおけるグラファイトの酸化リスク — エンジニアに相談してください
極低温 fluids (LN₂, LNG)	素晴らしい	-200℃ min	脆化なし - グラファイトが極低温でもシールを維持

注意が必要な 2 つの化学物質群は、強酸化性の酸 (硝酸、クロム、過塩素酸) と湿ったハロゲン (湿った塩素、臭素) です。これらのサービスでは、グラファイトの炭素構造が進行性の酸化攻撃を受けます。このような媒体には、PTFE 充填波形金属ガスケットまたは固体金属リングジョイントが適切な代替品となります。

フランジ接続用波形黒鉛ガスケット: 寸法規格と仕様

フランジ接続用の波形グラファイトガスケットは、EN 1514-8 (メートル法、欧州フランジ) および ANSI/ASME フランジシステム用の ASME B16.20 と同等の寸法に合わせて製造されています。ガスケットは平面ボア内に配置され、フランジボアとボルト円の形状内に収まります。リングタイプのジョイントとは異なり、特別な機械加工や非標準の仕上げ加工は必要ありません。

レイズドフェイス(RF)

主要なアプリケーション。波形グラファイトは、PN16 ～ PN400 (クラス 150 ～クラス 2500) の平坦面および平面フランジをシールします。溝を加工する必要はありません。既存のフランジの圧縮シートガスケットをドロップインで交換できます。

フルフェイス(FF)

フランジの亀裂を防ぐために全面ボルト荷重が必要な鋳鉄および非金属のフランジシステムに使用できます。グラファイト充填は、フルフェイスボルトパターンの下でのガスケット面の過度の圧縮を防ぎます。

タング＆グルーブ / オス-メス

波形グラファイトは、限られた面形状に合わせて精密に製造できます。グラファイト層が環状溝を埋めて、別個の内輪保持器を必要とせずに油圧バリアを形成します。

標準厚みは1.5～3.0mm（圧縮時）です。表面損傷、高い粗さ、または標準 EN 1092-1 公差を超えるうねりのあるフランジには、より厚いセクション (最大 4.5 mm) が利用可能です。コア材料の選択は媒体と温度に従います。ほとんどの用途には 304SS、塩化物含有環境には 316L、高温酸化用途には 321、極端な温度と腐食の組み合わせにはインコネル 625 が使用されます。

波形グラファイトガスケットの圧力能力: 荷重分散と圧力クラスの制限

波形グラファイトガスケットの圧力能力は、波形金属コアの機械的強度と、持続的な静水圧端力下での押し出しに対するグラファイトフィルの抵抗の両方の関数です。クラス 900 以上 (PN150 ) では、波形の形状が重要です。波形のピッチが狭いと、シール面全体に荷重がより均等に分散され、長期間の使用期間にわたるグラファイトのクリープ緩和のリスクが軽減されます。

圧力クラス	PN相当	最大圧力 (bar)	一般的な温度限界	推奨コア
クラス150	PN20	19.6バール @ 38°C	538℃	304 SS
クラス300	PN50	51.1 バール @ 38°C	538℃	304/316L SS
クラス600	PN100	102.1 バール @ 38°C	565℃	316L SS
クラス900	PN 150	153.2 バール @ 38°C	565℃	316L/321SS
クラス1500	PN 250	255.3 バール @ 38°C	600℃	321 / インコネル
クラス2500	PN 420	425.5バール @ 38°C	650℃	インコネル625

表の圧力定格は、38°C における ASME B16.5 材料グループ 1.1 に従います。実際のディレーティング値は高温で適用されます。特定の材料グループの ASME B16.5 圧力温度テーブルと常に相互参照してください。高温と高圧を組み合わせたサービス (クラス 900 以上および同時に 450°C 以上) の場合は、高温でのグラファイトと炭素鋼の間のガルバニック相互作用を防ぐために、コアにグラファイト抑制剤コーティングを指定することを強くお勧めします。

波形グラファイトガスケットとうず巻形ガスケット: 技術的選択ガイド

の波形黒鉛ガスケット vs うず巻きガスケットの選択に関する質問は、工業用フランジエンジニアリングにおいて最も一般的な質問の 1 つです。どちらも高温、高圧での使用に適した半金属構造ですが、設置要件、故障モード、および性能プロファイルが大きく異なり、特定の状況においてそれぞれが優れています。

選択基準	波形黒鉛ガスケット	うず巻形ガスケット
最小の着座ストレス	20 ～ 30 MPa — 低ボルト荷重要件	55 ～ 70 MPa — より高いボルト予圧が必要
フランジ表面仕上げ	許容範囲 — Ra 3.2 ～ 12.5 μm が許容可能	要求が厳しい — Ra 3.2 ～ 6.3 µm が必要 (ASME B16.20)
フランジ定格適合性	クラス150～クラス2500	最も効果的なクラス 300 以上
のrmal cycling performance	素晴らしい — graphite near-zero thermal expansion	良い — but winding relaxation risk on repeated cycling
設置感度	低 — ボルトサークルを中心に、トルクは仕様通り	高 - 内輪/外輪が必要、オーバートルクのリスク
分解後の再利用	推奨しません - 開封するたびに交換してください	推奨されません - 同じルールが適用されます
幅広い化学サービス	ワイド - メタルコアのグレードによって制限される	広い - フィラー材料 (PTFE、グラファイト、マイカ) によって制限される
防火性能	素晴らしい — graphite is non-combustible	充填材に応じて — グラファイト充填バージョンは耐火性があります
コスト（材料）	同等以下	上位相当（内外輪コスト）