シール圧力の計算方法

パイプ、バルブ、継手における効果的なガスケットシールのためのシール圧力を計算するための要素と式を学びます。

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シール圧力計算機

シール圧力 = (ガスケット応力) × (ガスケット係数)

ガスケットやシールに必要なシール圧力を計算する際、エンジニアはシール性能に影響を与える主要なパラメータを考慮した簡潔な式を用います。シール圧力の式は以下のように表されます。

シール圧力 = (ガスケット応力) x (ガスケット係数)

ここで、

  • シール圧力は、漏れのないシールを実現するために必要な最小圧力であり、通常はpsi(平方インチあたりの重量)またはMPa(メガパスカル)で測定されます。
  • ガスケット応力は、ガスケット材料に適用される圧縮応力であり、ボルト荷重をガスケット面積で割ることによって決定されます。
  • ガスケット係数は、ガスケットの材質と動作条件に固有の単位のない係数です。

この式を使用するには、まずアプリケーションに適したガスケット応力を決定する必要があります。この値は、ガスケットの材質、厚さ、および圧縮特性によって異なります。メーカーは通常、試験と経験に基づいて、自社製品の推奨ガスケット応力値を提供しています。

ガスケット係数は、温度、圧力、フランジの剛性、流体の適合性といった実際の動作条件を考慮した係数です。この係数は、理論上のガスケット応力を修正することで、実際の使用環境に適したシール圧力を算出します。ガスケット係数は通常0.5~5の範囲で、様々なガスケットの種類や使用条件に応じて経験的に導出されます。

計算例として、推奨ガスケット応力が4,000psiの圧縮繊維ガスケットを、中温・低圧水圧の用途で使用する場合を考えてみましょう。適切なガスケット係数は1.5です。これらの値を式に代入すると、

シール圧力 = 4,000 psi x 1.5 = 6,000 psi

したがって、この場合、信頼性が高く漏れのない接合部を実現するためには、最低でも6,000psiのシール圧力を目標とする必要があります。次に、ガスケットにこの圧力がかかるように、フランジボルトのサイズとトルクを調整します。