波形メタルシールガイド |高温高圧

炭化水素の処理、発電、化学物質の製造では、パイプライン システムの最小のコンポーネントが最も大きな影響を及ぼします。フランジの漏れは、他の単一の故障モードよりも、計画外のダウンタイム、安全上のインシデント、および排出ガス規制順守のペナルティでより多くのコストがかかります。の 波形金属シール はそのリスクを排除するように設計されており、500℃を超える温度の持続、400バールを超える圧力、ステンレス鋼を侵すほどの腐食性媒体など、エラストマーおよび複合ガスケットを破壊する条件下でも信頼性の高いシールを提供します。

01 波形メタルシールの産業用途

A 波形金属シール 石油化学反応器のフランジ、蒸気タービンのケーシング、熱交換器の管板、極低温パイプラインの接合部、原子力発電所の一次回路接続など、エラストマーおよび繊維複合ガスケットでは長期的な密閉性が得られない場合に使用されます。その全金属構造は、要求の厳しいプロセス環境におけるほとんどのフランジ漏れの原因となる 2 つのメカニズムであるクリープ緩和と化学劣化を排除します。

主要な応用分野 波形金属シール これには、石油精製およびガス処理、海洋プラットフォームのパイプライン システム、火力発電所および原子力発電所、製薬およびバイオテクノロジーのクリーン プロセス ライン、およびヘリウム漏洩量が 1 メートルあたり 0.01 mg/s 未満であることが契約で指定されている航空宇宙テストベンチ流体システムが含まれます。

02 高温高圧シール機構

のシール性能 波形金属シール 素材の柔らかさではなく、弾性のあるスプリングバックに由来します。フランジ ボルトを締めると、波形の頂部が弾性的にたわみ、高い接触応力 (通常、各頂部ラインで 200 ～ 600 MPa) が発生し、シール表面の凹凸が物理的に変形し、気密な金属間接触ゾーンが形成されます。

この弾性機構は、フランジ面が伸縮しても波形がバネ力を発揮し続けるため、熱サイクル下でも機能し続けます。 540℃での蒸気使用におけるボルト締めフランジアセンブリに関する研究では、波形金属ガスケットが500回の熱サイクルを通じて漏れ率の測定可能な増加なしにシールの完全性を維持することが確認されており、繊維ガスケットやうず巻形ガスケットが50～100サイクルを超えると到達できない性能ベンチマークとなります。

• 複数の独立したシーリング ライン (ガスケットあたり 4 ～ 12) により冗長性が提供され、1 つのクレストが損傷しても接合部が損傷することはありません。
• バネ荷重による接触力により、フランジのクリープや熱膨張差によって引き起こされるボルト荷重の緩和を自己補正します。
• 有機結合剤や充填材を使用しないため、ガス放出、炭化ゼロ、および持続的な高温でのコールドフローが発生しません。
• 表面コーティング オプション (銀、PTFE、グラファイト) により、ベースメタルの波形を特定の媒体およびフランジの表面仕上げ要件に適合させます。

03 産業環境向け波形メタルシールに使用される材料

材料の選択 波形金属シール は、動作温度の上限、媒体の化学的適合性、ガスケットとフランジ面の硬度の関係という 3 つのパラメータによって決まります。ガスケットは、傷を付けずに埋め込むためにフランジの素材よりも柔らかく、かつ最大動作圧力での噴出に耐えるのに十分な硬さでなければなりません。

04 波形メタルシールはフランジ用途で再利用できますか

再利用可能かどうかは、最初の取り付け時に波形の頂点が弾性たわみの限界を超えたかどうかによって決まります。あ 波形金属シール メーカーが指定したボルト荷重で正しくトルクをかけられたもの（波形を自由高さの 25 ～ 40% 未満に圧縮したもの）は、座面のコーティングが無傷で、頂部のラインに孔食や腐食が存在しない限り、取り外し後さらに 1 回のサービスサイクルの間、十分なスプリングバックを保持します。

05 パイプラインおよびフランジ システムに適切な波形金属シールを選択する方法

の正しい仕様 波形金属シール 6 つのエンジニアリングパラメータをフランジシステムの動作および機械的条件に適合させる必要があります。いずれかのパラメータのサイズを小さくすると、取り付けの品質に関係なく、シールが早期に破損する条件が発生します。

• 呼びパイプサイズとフランジ規格： ASME B16.20、EN 1514-6、または JIS B 2404 の寸法規格により、外径、内径、ボルト穴のパターンが規定されます。直径だけでなく、必ず規格で指定してください。
• 圧力クラス: ASME クラス 150 からクラス 2500 によって、必要な最小着座応力が決定されます。高圧クラスでは、より細かい波形ピッチとより硬い基材が必要になります。
• 設計温度: アップセット状態時に安全マージンを維持するには、最大プロセス温度より少なくとも 50 C 高い温度上限を持つ母材を選択してください。
• メディアの化学: 母材金属および表面コーティングの材料適合性マトリックスに対する相互参照メディア。塩化物含有媒体には、標準のオーステナイト系ステンレス鋼ではなく、ハステロイまたはチタンが必要です。
• フランジ表面仕上げ: 滑らかな仕上げのフランジ (Ra 0.8 ～ 3.2 um) は、銀コーティングまたはベアメタル波形シールと組み合わせられます。上げ面フランジまたは RTJ フランジには一致する形状が必要です。上げ面フランジの平面ガスケットを代用しないでください。
• 利用可能なボルト荷重: 目標トルクで実際に達成可能なボルト応力を計算します。ボルト荷重が最小の着座応力を達成するのに不十分な場合は、より柔らかいベース材料またはより広い波形ピッチを指定して、必要な組み立て荷重を軽減します。

06 波形メタルシールとうず巻形ガスケット: 主な違い

の 波形金属シール とうず巻形ガスケットはどちらも高圧フランジ継手用の金属シール ソリューションですが、構造、シール機構、最適な適用範囲が根本的に異なります。

波形メタルシールに関するよくある質問

波形メタルシールの取り付けにはどのようなボルトトルクが必要ですか?

必要なボルトトルクは、ガスケットのサイズ、材質の硬さ、フランジのクラスによって異なります。一般的なガイドとして、DN 50 クラス 300 波形金属シール 316 ステンレス鋼では、波形の頂点で 200 ～ 350 MPa の目標着座応力を達成するには、潤滑された M16 スタッド ボルトを使用してボルトあたり約 80 ～ 120 Nm が必要です。特定のガスケットの形状とボルトのグレードに合わせて校正されたメーカーのトルク テーブルを常に使用する必要があります。一般的なフランジ トルク チャートはメタル ガスケットの用途には十分ではありません。

波形金属シールは水素サービスに適していますか?

はい。全金属構造の 波形金属シール これは、高圧水素サービス (ASME PCC-1 および API 660 で指定) に推奨されるガスケット タイプの 1 つです。有機フィラーが存在しないため、フィラー材料を通る水素の透過が排除されます。これは、200 bar を超える水素中での渦巻形ガスケットの既知の破損モードです。インコネル 718 または 316L ステンレス鋼の基材は、継続的な高圧使用における耐水素脆化性が指定されています。

波状金属シールをレイズドフェイス (RF) フランジに使用できますか?

はい。の 波形金属シール ASME B16.5 および B16.47 フランジの隆起面接触領域に着座する寸法であり、ガスケット外径は隆起面の直径と一致します。波形の頂部の銀または軟鉄コーティングは、標準的な RF フランジに典型的な 3.2 ～ 6.3 um の表面仕上げに対応します。平面およびリング タイプ ジョイント (RTJ) フランジのバリエーションには別のガスケット形状仕様が必要であり、RF 設計と置き換えてはなりません。

カスタム直径の波形メタルシールの納期はどれくらいですか?

一般的な材質の DN 15 ～ DN 600 の標準サイズは、通常在庫から入手できるか、5 ～ 10 営業日の生産リードタイムで入手可能です。カスタム大口径 波形金属シール DN 600 を超える寸法、ハステロイ C-22 やチタン グレード 5 などの非標準合金、または特殊コーティングの場合、生産に 3 ～ 6 週間かかります。緊急製造プログラムでは、事前に通知することで重要なプラント停止用途にかかる時間を 10 ～ 15 日に短縮できます。