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May 27, 2023

極寒条件用静的シール

La popolarità del gas naturale sta rapidamente aumentando a causa del suo basso costo e del suo basso costo.

天然ガスの人気は、その低コスト、輸送と保管のリスクの低さ、そして最もクリーンに燃焼する化石燃料の 1 つとしての地位により、急激に高まっています。 温室効果ガスの排出削減を求める世界的な圧力が高まる中、排出量を削減しながら増大するエネルギー需要に応える必要性がこれまで以上に重要になっています。

炭化水素は水素と炭素で構成されており、酸素と結合してエネルギーを放出して H2O と CO2 を形成します。 乾燥した木材の可燃性炭素と水素の比率は約 10 対 1 です。石炭は木材に取って代わり、2 対 1 の比率で産業革命を推進しました。灯油などの石油の比率は約 1 対 2 です。天然ガスは主に構成されています。これは、木材から天然ガスへの効率が 40 倍、石炭から CH4 への効率が 8 倍向上します。 このエネルギー効率の向上により、生成される灰や残留物が少なくなるため、エネルギーもクリーンになります。 天然ガスは、その炭化水素濃度が高いため、温室効果ガスの影響に大きく寄与する可能性があり、ガスケット接合部で製品を適切にシールすることが重要になります。

天然ガスを中心に世界的な革命が起きています。最新の抽出技術により、天然ガスはパイプ輸送され、世界中に輸送されています (画像 1)。 液体天然ガスの輸送は、液化する必要があるという点で独特であり、そのためには約 -260 F (-162 C) まで冷却する必要があります。 この時点で、ガスは凝縮して液体になります。 液化天然ガスは元の体積の約 1/600 に圧縮できるため、輸送および保管できる量が大幅に増加するため、これは重要です。

シールの観点から見ると、極低温での用途にはボルト接続部の膨張と収縮が生じる極低温のため問題があります。 エラストマーベースの材料は低温にさらされると硬くて脆くなるため、-100 F (-73 C) を超えることはお勧めできません。 低温では、エラストマーベースの材料はシール面やフランジの鋸歯状にうまく適合せず、漏れ経路が発生する可能性があります。 ガスケット材料の脆さにより、特に広い温度変動を繰り返して使用する場合、回復特性が失われる可能性があります。 また、脆性によりガスケット材料に亀裂が生じる可能性があり、これは致命的で安全上の懸念を引き起こす可能性があります。

極低温シール材について話すとき、一般に使用される主なタイプは 2 つあります。それは、柔軟なグラファイトとポリテトラフルオロエチレン (PTFE) です。

柔軟なグラファイトは、良好な耐薬品性を備えながら、高温および低温の両方の用途で良好にシールできるため、シーリング業界でよく使用されます。 柔軟なグラファイトに関するその他の事実は次のとおりです。

PTFE は、その化学的不活性性と、より低いガスケット応力で効果的なシールを形成できる能力により、あらゆる種類の用途に使用されています。 (画像4を参照してください。)

ガスケット材料としての PTFE の利点は次のとおりです。

バージン PTFE 材料では、クリープが懸念されます。 しかし、さまざまな充填材の進歩により、これを打ち消すか大幅に減らすことができます。

液化天然ガス (LNG) およびその他の極低温サービス用途の試験認証には、材料が低温での使用向けに試験されていることを示すものとして、次のものが含まれます。

もう 1 つの問題は、熱サイクルが発生したときにジョイント内のボルトの荷重が失われることで、ジョイントが損傷し、漏れが発生する可能性があります。 ボルト荷重解析によってジョイントに十分なエネルギーが蓄積されていることを確認することが不可欠であり、場合によっては、ジョイントの移動量を補うためにフランジ皿ばね技術の使用が必要になります。

最後に、LNG と極低温シール用途の両方でガスケット材料の選択は重要ですが、ボルト接合フランジ アセンブリ (BJFA) では適切な取り付けが引き続き重要な部分であることは強調しすぎてもしすぎることはありません。 ASME PCC-1、付録 F にリストされているような実証済みの取り付け方法を使用しながら、メーカーが推奨するトルク値を使用することが常に最初のステップである必要があります。

取り付けが周囲温度で完了していることを確認してください。ホットトルクと同様に、低温でのリトルクは決して推奨されません。

世界がエネルギー効率化を目指し、エネルギー源の変換を続ける中、シーリング技術が進歩して新たな課題を解決していることを知っておいて損はありません。

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CET の Chett Norton は、Triangle Fluid Controls Ltd. の QA/エンジニアリング マネージャーであり、流体シールと工業プロセスの両方で 16 年の経験があります。 彼は、オンタリオ州認定エンジニアリング技術者および技術者協会の機械分野の認定メンバーであり、流体シーリング協会ガスケット技術委員会の積極的な参加メンバーでもあります。

Ron Frisard は、1989 年にボストンのノースイースタン大学で機械工学技術の学位を取得しました。 彼は過去 27 年間、AW Chesterton Company でアプリケーション エンジニアリング、研究開発、トレーニング、マーケティングを含む機械梱包のあらゆる側面で働いてきました。 彼は現在、回転および固定シールのグローバル製品ライン管理に注力しています。