静的シールとは

静的シールは機械にとって重要なコンポーネントですが、見落とされがちです。不適切なシールは、漏れ、汚染、機器の故障につながる可能性があります。

静的シールの重要性を無視すると、高額な修理費用、予定外のダウンタイム、さらには安全上の危険につながる可能性があります。対処せずに放置すると、シールの問題が拡大し、機械に重大な損傷を与える可能性があります。

このブログ記事では、機械業界における静的シールの選択と保守に関する重要な考慮事項について説明します。

静的シールとは

静的シールは、2 つの固定面の間にバリアを作成し、液体やガスの漏れを防ぐ固定シール要素です。可動部品を含む動的シールとは異なり、静的シールは、互いに移動しない 2 つのコンポーネント間の漏れのない接合を維持します。静的シールの主な目的は、2 つの接合面のインターフェイスで、しっかりとした信頼性の高いシールを提供することです。

静的シールにかかる力

初期圧縮

初期圧縮は、圧縮力または組立力とも呼ばれ、取り付け時にシールに加えられる圧縮力です。静的シールが 2 つの接合面の間に取り付けられると、圧縮されてシール材料が圧縮され、シール効果が開始されます。

システム圧力の起動

静的シールを取り付けてシステムに圧力をかけると、シールはシステム圧力の影響を受けます。システム内の流体またはガスの圧力がシールに作用し、シールと接合面間の接触応力がさらに高まります。この圧力の作用により、シール効果が強化され、漏れのない接合部が維持されます。

静的シールの種類

静的シールはその方向と機能に基づいて、主に 2 つのタイプに分類できます。

静的軸方向シール

静的軸方向シールは、シールの軸に垂直な 2 つの表面の間に使用されます。静的軸方向シールの一般的な例としては、次のようなものがあります。

• フランジガスケット: 漏れを防ぐために 2 つのフランジ間に使用される平らなガスケット。
• Oリング: 円形の断面を持つ丸いエラストマーシール。O リングは 2 つの表面の間で圧縮され、漏れのないシールを形成します。
• クラッシュシール: 柔らかく変形可能な金属シールを 2 つの表面の間で押しつぶして、漏れのない接合部を作ります。クラッシュ シールは、エラストマー シールが適さない高圧、高温の用途でよく使用されます。

静的ラジアルシール

静的ラジアルシールは、シールの軸に平行な 2 つの表面の間に使用されます。静的ラジアルシールの例には、次のものがあります。

• ピストンシールピストンとシリンダーボア間の漏れを防ぐためにピストンの周囲に使用されるシール。
• ロッドシール: ロッドがハウジングに出入りする部分での漏れを防ぐためにロッドまたはシャフトの周囲に使用されるシール。
• キャップ/プラグシール: ハウジングまたはコンポーネントの開口部またはポートを密閉するために使用されるシール。キャップ シールとプラグ シールは、ねじ込み、圧入、またはその他の方法で保持できます。

静的シールの材料

エラストマー化合物

• ニトリルゴム（NBR）: オイル、燃料、油圧作動油に対する耐性に優れた汎用エラストマーです。NBR は -30°C から 100°C までの温度範囲に適しています。
• フルオロカーボン（FKM）: 高温、化学薬品、腐食性液体に対する優れた耐性を持つエラストマー。FKM シールは -20°C ～ 200°C の温度範囲で動作します。
• パーフルオロエラストマー（FFKM）: 優れた耐薬品性と熱安定性を備えた高性能エラストマー。FFKM シールは最高 325°C の温度に耐えることができ、ほぼすべての化学物質に対して耐性があります。

金属および複合材料

• アルミニウム: 合わせ面にぴったりとフィットする、柔らかく延性のある金属シールです。アルミニウム シールは、低圧用途やエラストマー シールのバックアップ リングとしてよく使用されます。
• ステンレス鋼: 高圧および高温の用途に適した、耐久性と耐腐食性に優れた金属シールです。ステンレス鋼シールは、特定の環境に合わせてさまざまなグレードで提供されています。
• 黒鉛: 過酷な条件でのシールに使用される自己潤滑性の高温材料。グラファイト シールは 500°C までの温度に耐えることができ、ほとんどの化学物質に対して耐性があります。
• PTFE: 低摩擦で化学的に不活性な材料で、温度範囲が広い。PTFE シールは、動的用途やエラストマー シールのバックアップ リングとしてよく使用されます。