高温PTFEガスケットの耐久性は? 

正直に言うと、高温 PTFE ガスケットの耐久性について尋ねられると、通常は 500°F に永久に耐える魔法のシールを想像するでしょう。それが私たちが最初につまずく場所です。 PTFE は優れていますが、高温は相対的なものであり、耐久性は実際に何を要求するかによって決まります。継続的な熱サイクルですか?熱に加えて化学物質への曝露はありますか?それとも単に静的なホットフランジなのでしょうか?答えによってすべてが変わります。

高温に関する誤解と物質的な現実

純粋な PTFE は 400°F (約 204°C) を超えると著しくクリープし始めます。データシートには、最大 500°F (260°C) まで使用可能であると書かれていますが、技術的にはすぐに溶けることはありません。しかし、その上限では、その物理的性質は柔らかくなります。ガスケットは冷間流動する可能性があるため、ボルトの荷重を受けるとゆっくりと変形し、応力が緩和され、最終的には漏れが発生します。したがって、250°C での耐久性は時間とプレッシャーの問題であり、単純な「はい/いいえ」ではありません。

断続的な蒸気洗浄を行う化学ラインのプロジェクトを思い出します。温度は短期間で 230°C まで上昇します。私たちが使用したのは、 PTFEガスケットそしてそれはうまくいきました…約3か月間。するとボルト穴から漏れが始まりました。問題はピーク温度そのものではなく、繰り返される熱サイクルとボルト締め時のフランジの回転にありました。素材の弾力性が失われてしまいました。

だからこそ、充填 PTFE グレードが活躍します。ガラス充填またはカーボン充填 PTFE などの材料は、耐クリープ性を大幅に向上させます。高温でのより高い機械的負荷に耐えることができるため、耐用年数が長くなります。しかしそれでも、純粋な PTFE の優れた耐薬品性の一部を犠牲にすることになります。それは常に妥協です。

見て初めてわかる故障モード

クリープ以外に、最大の要因は熱劣化です。温度範囲の上限に長時間さらされると、PTFE が脆化します。溶けません。特にシャットダウン中に温度が下がると、亀裂が入り始めます。フランジを開けるとガスケットが粉々に砕けているのがわかります。

もう一つの繊細なポイントは、フランジ表面の仕上げです。高温での使用では、食いつきを良くするために鋸歯状の仕上げが指定される場合があります。しかし、PTFE のような柔らかい素材を使用すると、時間の経過とともに、特に熱膨張/収縮サイクル中に、これらの鋸歯がガスケットに食い込む可能性があります。このような場合のために、PTFE フィラーを使用したスパイラル巻きガスケットに切り替えました。金属巻き線が機械的な噛み込みを担い、PTFE がシールの役割を果たします。はるかに良くなりました 耐久性.

圧力は方程式の残りの半分です。高温、低圧の蒸気ラインでは、PTFE ガスケットが何年も長持ちする可能性があります。同じ温度で高い内部圧力がかかると、特に周期的に使用すると寿命が大幅に短くなります。ガスケット面にかかる荷重は常に変化し、材料に作用します。

実際の選択とインストールの落とし穴

ガスケットの厚さは人々が思っている以上に重要です。高温のアプリケーションでは、薄くする傾向があります。 1.5mm のガスケットは、3mm のガスケットよりもクリープや歪みの材料が少なくなります。また、最初にシールするためにより高いボルト負荷が必要となり、これが次の重要な要素であるボルト締め手順につながります。

最初からボルトに適切な負荷をかけられない場合は、長期的な負荷のことは忘れてください。 高温 パフォーマンス。トルク不足、初期シール不良。トルクをかけすぎると、PTFE が回復を超えて圧縮され、クリープが加速します。校正されたトルクレンチを使用し、適切なクロスパターンの締め付けシーケンスを使用することは、単なる良い習慣ではありません。ガスケットが1年持つか3年持つかの違いです。

私たちはこれを熱交換器のバンクで苦労して学びました。メンテナンスチームはスピードを上げるためにインパクトレンチを使用しました。ガスケット (強化 PTFE タイプ) は、動作温度に達してから数週間以内に吹き出しました。不均一で過剰な負荷により、局所的な応力点が生じ、熱がそれを終わらせました。

いつ使用するか、いつ使用を中止するか

では、高温 PTFE ガスケットにはどのような意味があるのでしょうか?継続的に使用する場合は、充填グレードで圧力が低い場合を除き、200°C を超える温度には注意します。そのスイートスポットは、温度は中程度だが化学物質がほとんどのエラストマーを排除する腐食環境にあります。たとえば、熱酸は 150 ～ 180°C で流れます。

発電などの真の高温高圧フランジの場合は、グラファイト、スパイラル巻き、またはリングタイプのジョイントが検討されます。 PTFE はその主役ではありません。 280℃ラインでの耐食性のためにPTFEを盲目的に要求するエンジニアリング会社の仕様を見てきましたが、それはシャットダウンのレシピです。材料の制限を押し返さなければなりません。

場合によっては、ソリューションが階層化されることもあります。のようなサプライヤーと協力して取り組んだプロジェクト Handan Zitai Fastener Manufacturing Co.、Ltd。 （彼らは河北省の大きなファスナーハブである永年に拠点を置いており、次の場所で見つけることができます） zitaifasteners.com）ガスケットだけでなくボルト締めシステム全体が関係していました。 PTFE ガスケットの機能を維持するには、温度で負荷を維持できる高強度ボルトが必要でした。これはシステムであり、独立したコンポーネントではありません。

長期的な視点と代替案

耐久性は最終的にはトータルコストに左右されます。 6 か月で故障する安価な PTFE ガスケットは、5 年間持続する高価な渦巻き状ガスケットよりも人件費とダウンタイムのコストが高くなります。メンテナンスのスケジュールと回線の重要性を考慮する必要があります。

既存のフランジを交換する場合は、可能であれば常に動作温度でギャップを測定してください。古いフランジは歪んでしまいます。冷たい状態で取り付けたガスケットは、歪んだ形状で熱い状態でシールする必要があります。場合によっては、最初にフランジを固定することが最も耐久性の高いオプションとなります。

結局、答えるにはさらに 12 個の質問をする必要があります。正確な温度プロファイルは何ですか?媒体は何ですか?フランジの状態とボルト締めはどうなっていますか？唯一の答えはなく、経験に基づいた、そして場合によっては過去の失敗に基づいた一連のトレードオフがあるだけです。目標は永遠ではありません。これは、予測可能で信頼性の高いサービス間隔を計画するためのものです。そのためには、素材の現実世界の限界を理解することが唯一有効です。