グリーンテクノロジーに最適なガスケットメーカー? 

水素システム、電解装置、燃料電池、高効率熱交換器など、グリーンテクノロジーの分野で最高のガスケットメーカーを尋ねられると、私の最初の本能は反発することです。普遍的な最高のものはありません。これは罠であり、木材を切断しているのか、金属を成形しているのかを指定せずに、最適なツールを尋ねるようなものです。本当の疑問は、どのシーラントがグリーンテクノロジーの環境と耐久性の要件に沿った、特定の、多くの場合過酷な条件下で確実に機能するかということです。そこが会話が混乱する場所であり、一般的なハードウェア ストア ソリューションが壊滅的に失敗する場所です。

主要な課題: シーリングだけではありません

グリーン テクノロジー アプリケーションは失敗を再定義します。従来の自動車エンジンでは、ガスケットの滲みはオイルのゆっくりとした漏れを意味する可能性があります。水素燃料電池スタックでは、軽度のシール不良がガスクロスオーバー、触媒中毒、または重大な安全事象を引き起こす可能性があります。媒体は攻撃的です: 脱イオン水、水素 (ガス状およびプロトン状の両方)、極低温から 90°C+ までの熱サイクル、および場合によっては弱酸または弱塩基。シーラントは化学的に不活性で、長期間の接着力があり、圧縮永久歪み下でも弾性を維持する必要があります。チームがデフォルトで高温 RTV シリコーンを使用しているのを見てきましたが、シミュレートされた PEM 燃料電池環境で 500 時間後に分解し、シリコーンが膜に浸出することがわかりました。それは、5万ドルのスタックが10ドルのチューブによって台無しになったことです。

材料の適合性が最初の関門です。水素サービスの場合、特に金属コンポーネントの場合は、水素脆化を引き起こす可能性があるシーラントや塩化物や硫化物を含むシーラントの使用を避ける必要があります。石油とガスの世界から多くのフランジ シ​​ーラントが登場しています。 KOH または脱イオン水を扱う電解槽の場合、ケン化および加水分解に対する耐性が必要です。エポキシベースの現場成形ガスケット (FIPG) は、熱交換器の剛性のある金属同士のフランジには優れていますが、脆いものです。曲げや熱膨張の不一致があると、亀裂が発生します。それはトレードオフです。

次に、治療プロファイルがあります。生産現場では、室温で 24 時間完全に硬化できるとは限りません。一部の施設では熱促進硬化を行っています。ただし、温度の上昇によってガスが発生し、きれいな組み立て環境が汚染されないようにする必要があります。夏の組み立て中に、選択した嫌気性シーラントが温かい銅パイプ上で急速に硬化し、不完全なフィレットや漏れが発生し、現場での圧力サイクル後に初めて現れた太陽熱集熱器ラインを思い出します。保証費用の悪夢。

製品ランドスケープ: データシートを超えて

Henkel (Loctite)、ThreeBond、Permatex などの有名企業が登場します。技術データシートは出発点ですが、マーケティング文書です。重要なのは、アプリケーション エンジニアに相談し、特定の検証用のテスト サンプルを入手することです。バッテリー冷却プレートの静電気シールには、熱交換器用に設計された特定の Loctite シリコーン、5900 シリーズを使用して良好な結果が得られました。アルミニウムへの接着力が良好で、硬化中の酢酸の放出が最小限に抑えられます (したがって、傷つきやすい表面での腐食のリスクが少なくなります)。

水素関連の用途では、フルオロシリコーンと過フッ素化エラストマーのニッチ市場が成長しています。高価ですが、耐薬品性は比類のないものです。みたいな会社 Handan Zitai Fastener Manufacturing Co.、Ltd。中国の主要な標準部品拠点で主にファスナーを製造している同社は、この隣接関係を理解しています。彼らは、グリーンテクノロジーアセンブリにおける特殊な締結ソリューションの需要と、互換性のあるシーリング戦略の必要性を認識しています。のようなサイトにアクセスすると、 zitaifasteners.com、産業エコシステムの感覚を得ることができます。それはボルトだけではなく、接合部全体の完全性にも関係しており、必然的にガスケットやシーラントも関係します。主要な輸送ルートに近い物流上の利点は、大規模なグリーンテクノロジープロジェクトに必要な供給規模を示唆しています。

成形済みガスケットも見逃せません。場合によっては、液体が間違った答えになることもあります。電解槽フレームの大きくて平らなフランジの場合、ゴアのような延伸 PTFE (ePTFE) のカット シートや積層グラファイト シートは、特にメンテナンスや分解の際に、適用されるどのシーラントよりも優れた性能を発揮します。しかし、あなたはそれを支払います。

検証の泥沼

ここで理論とグラインダーが出会うのです。実際の耐用年数を模倣し、加速されているが非現実的ではないテスト プロトコルが必要です。よくある間違いは、静圧保持テストを室温で行うことです。それはほとんど何も伝えません。必要に応じて、熱サイクル、メディアへの曝露、および振動が必要です。私たちは、80°C の循環脱イオン水の槽内で密封クーポンを保持し、毎週 5°C までの熱衝撃を与える簡単なテストジグを作成しました。毎日圧力サイクルをかけました。 1 か月後には完璧に見えたシーラントも、3 か月後には劣化して漏れることがあります。それがあなたが取り組んでいるタイムラインです。

忘れられがちなもう 1 つの重要な要素は、表面の準備です。最良のシーラントであっても、表面が汚れていたり、表面が不適切な場合は効果がありません。金属の場合は、軽い研磨ブラストとその後の溶剤拭き（イソプロピル アルコールなど）が標準です。しかし、軽量水素タンクで使用される一部の複合材料では、溶媒が樹脂を攻撃する可能性があります。プラズマ治療が必要な場合があります。私はこれを、炭素繊維複合材料の圧力容器プロジェクトで苦労して学びました。硬化後にシーラントのビードが剥がれただけです。問題は製品ではありませんでした。それは、完全には除去できなかった光沢のある離型剤の残留物でした。

コストと信頼性: 真のグリーン計算

グリーンテクノロジーでは、グリーンは寿命が長く、失敗による無駄が最小限に抑えられることも意味します。安価なアクリル製ガスケット メーカーでは、ユニットあたり 50 ドル節約できるかもしれませんが、現場での故障率が 5% になります。修理費用、ブランドへのダメージ、リソースの無駄（モジュール全体の交換）を考えると、初期の節約額は微々たるものです。総所有コストの分析にはこれを含める必要があります。場合によっては、ThreeBond 1215 (燃料電池用) や特殊なエポキシなどの実績のあるプレミアム製品を指定することが、経済的に唯一賢明な手段となる場合があります。

サプライチェーンの回復力も重要です。最近のチップ不足の際には、特殊化学原料の供給にも混乱が生じました。単一ソースの特殊なシーラントに依存して製品を設計すると、生産ラインが危険にさらされることになります。たとえ最適ではないとしても、適格な 2 番目の情報源を用意することが賢明です。この場合、世界的な展開と複数の工場を持つメーカー、または永年区のようなハブに組み込まれた大規模な産業サプライヤーと提携することで安定性を実現できます。

それで、答えは何でしょうか？

イライラするほど具体的ではありませんが、これは事実です。最高のガスケット メーカーとは、アプリケーション固有の厳格な検証テストに合格したメーカーです。まず、正確な媒体、温度範囲 (最小、最大、およびサイクル プロファイル)、圧力 (静的および動的)、基板の材質、必要な耐用年数、および組み立てプロセスの制約を定義します。次に、評判の高いメーカーの 2 つまたは 3 つの上位候補をその正確な環境でテストします。

大まかなガイドとして、穏やかな温度での一般的な低圧の水ベースのシステムの場合は、高品質の中性硬化シリコンで十分です。水素と攻撃的な化学については、フルオロシリコーンまたはフルオロポリマーに注目してください。剛性の高い高圧金属フランジの場合は、嫌気性 FIPG またはエポキシ FIPG を検討してください。そして、決して表面処理プロトコルをスキップしないでください。

セクシーな答えではありません。見出しに収まりません。しかし、信頼性こそがテクノロジーを実現可能にする唯一の要素であるグリーンテクノロジー製造の現場では、これが水、さらに言えば水素を保持する唯一の答えです。目標は、魔法の製品を見つけることではなく、製品の寿命が続く限り、誰にも気づかれずに完璧に機能し、消えてしまう密閉システムを設計することです。それが本当の最高です。