デザインとパフォーマンス ベローズ 適切な材料の選択は、ベローズの性能に大きく依存します。ステンレス鋼から高度なポリマーまで、ベローズの材質の選択は、耐久性、柔軟性、耐腐食性といった重要な要素に影響を与えます。
この記事では、ベローズ用途で一般的に使用される様々な金属および非金属材料について詳しく解説します。各材料カテゴリーの特性、利点、そして考慮すべき点について考察することで、エンジニアや購買担当者がプロジェクトにベローズを選定する際に、十分な情報に基づいた意思決定を行えるよう支援します。
金属ベローズ材料
ステンレス鋼
ステンレス鋼は、優れた耐食性、強度、成形性から、金属ベローズに最も広く使用されている材料の一つです。ステンレス鋼に含まれるクロムは表面に不動態皮膜を形成し、酸化や腐食から材料を保護します。ベローズの製造には、いくつかのグレードのステンレス鋼が一般的に使用されています。
- 304 (UNS: S30400)このオーステナイト系ステンレス鋼は、クロム18%とニッケル8%を含み、優れた耐食性、成形性、溶接性を備えています。中程度の耐食性が求められる用途に広く使用されています。
- 304L (UNS: S30403)304ステンレス鋼の低炭素鋼である304Lは、溶接性と耐粒界腐食性が向上しています。溶接や軽度の腐食環境への曝露を伴う用途によく使用されます。
- 316 (UNS: S31600)モリブデンを添加することで、316ステンレス鋼は耐食性が向上し、特に塩化物を含む環境における孔食および隙間腐食に対する耐性が向上します。海水や化学薬品を扱う用途など、より要求の厳しい用途にも適しています。
- 316L (UNS: S31603)304Lステンレス鋼と同様に、316ステンレス鋼の低炭素バージョンであるこのステンレス鋼は、溶接性と耐粒界腐食性が向上しています。腐食環境にさらされる溶接構造物によく使用されます。
- 321 (UNS: S32100)このチタン安定化オーステナイト系ステンレス鋼は、溶接時や高温曝露時の炭化クロムの析出を防止するように設計されています。高温用途においても、耐食性と機械的特性を維持します。
ニッケル合金
ニッケル合金は、優れた耐食性、高温強度、耐酸化性を備えています。航空宇宙産業、化学プロセス産業、石油・ガス産業など、過酷な環境で稼働するベローズによく使用されます。ベローズに使用される一般的なニッケル合金には、以下のものがあります。
- Inconel: オーステナイト系ニッケルクロム基超合金の一種であるインコネル材（例：インコネル625、インコネル718）は、高温下でも優れた強度と耐食性を発揮します。ジェットエンジンや化学処理装置などの高温腐食環境で使用されます。
- Hastelloyこれらのニッケルモリブデン合金（例：ハステロイC-22、ハステロイC-276）は、酸化酸、還元酸、そして応力腐食割れに対する優れた耐性を備えています。化学処理や汚染制御システムなど、過酷な腐食環境で使用されます。
- モネルニッケル銅合金であるモネルは、海水、フッ化水素酸、硫酸に対して優れた耐性を示します。海洋用途、酸処理、食品・医薬品業界で使用されています。
真鍮と青銅
真鍮と青銅は、適度な強度、優れた成形性、そして特定の腐食環境に対する耐性を備えた銅合金です。銅と亜鉛の合金である真鍮は、優れた加工性と耐大気腐食性で知られています。青銅は、通常銅と錫で構成され、真鍮よりも高い強度と耐摩耗性を備えています。これらの材料は、要求の厳しい用途や装飾目的で使用されることが多いです。
ベリリウム銅
ベリリウム銅は、少量のベリリウムを含む銅合金で、強度、耐摩耗性、導電性が大幅に向上します。この材料は、高い疲労強度、優れた熱伝導性、そして温暖な環境における耐腐食性が求められるベローズに使用されます。ベリリウム銅ベローズは、電気・電子機器用途や精密機器に多く使用されています。
チタン
チタンとその合金は、優れた強度対重量比、耐腐食性、生体適合性で知られています。航空宇宙、医療、海洋用途のベローズに使用されています。
アルミ
5052や6061などのアルミニウム合金は、軽量、優れた成形性、そして適度な強度を兼ね備えています。アルミニウムベローズは、自動車の排気システム、HVAC機器、軽量機械アセンブリなどによく使用されます。
非金属ベローズ材料
ポリウレタン
ポリウレタンは、優れた耐摩耗性、引裂強度、柔軟性で知られる多用途ポリマーです。幅広い化学薬品、油、溶剤への曝露にも耐えます。ポリウレタンベローズは、防塵カバー、保護ブーツ、機械シールなど、高い柔軟性と耐久性が求められる用途に最適です。
PVC
ポリ塩化ビニル（PVC）は、優れた耐薬品性、難燃性、絶縁性で知られる熱可塑性ポリマーです。PVCベローズは、配管・ダクトシステムや機械の保護カバーなどに広く使用されています。適度な柔軟性と耐久性が求められる用途において、費用対効果の高いソリューションを提供します。
ネオプレンコーティングナイロン
ネオプレンコーティングされたナイロンベローズは、柔軟性、強度、耐薬品性を兼ね備えています。ナイロン生地は高い引張強度を提供し、ネオプレンコーティングは耐薬品性と耐候性を高めます。これらのベローズは、建設機械の保護カバーや船舶用ベローズなど、屋外用途で広く使用されています。
ハイパロンコーティングナイロン
ハイパロンコーティングナイロンベローズは、ネオプレンコーティングナイロンに比べて、耐薬品性、オゾン耐性、紫外線耐性に優れています。ハイパロンコーティングは優れた耐候性と耐久性を備えており、過酷な屋外環境に最適です。一般的な用途としては、日光やオゾンにさらされる産業機械や装置の保護カバーなどがあります。
コーティングされたグラスファイバー
各種コーティングを施したグラスファイバーベローズは、高い強度、耐熱性、断熱性を備えています。グラスファイバー繊維は優れた引張強度と寸法安定性を備え、コーティングは耐薬品性と耐候性を向上させます。一般的なコーティングには、シリコン、PTFE、ネオプレンなどがあります。グラスファイバーベローズは、排気システムや熱膨張継手などの高温用途に適しています。
