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導入事例/コラム

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ニチアス株式会社 ボルテックスガスケットとは?|高温・高圧ラインの課題を解決する3大メリット 株式会社ダイコー

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ニチアス株式会社 ボルテックスガスケットとは?|高温・高圧ラインの課題を解決する3大メリット

「高温・高圧の蒸気ラインで、シートガスケットの耐熱・耐圧性能が限界に達している」「温度の上下が激しい(熱サイクル)箇所で、ガスケットがすぐにヘタって漏れが発生する」「極低温の液化ガスから超高温の排ガスまで、一つの構造で対応できる信頼性の高いシール材が欲しい」…これらは、プラントの心臓部とも言える重要ラインで発生する、最もクリティカルなシールに関する課題です。

これらの課題に対し、”金属”と”非金属”の長所を組み合わせることで究極の解を提示するのが、ニチアス株式会社の「ボルテックス®ガスケット」(うず巻形ガスケット)です。

この記事では、このセミメタルガスケットが現場にもたらす3つの絶大なメリットを深掘りし、皆様が抱える最も困難なシール課題をどのように解決するのか、そして数あるラインナップから最適な一品を選ぶための具体的な指針を、専門的な視点から徹底的に解説します。

第1部:なぜ選ばれるのか?ボルテックスガスケットが現場にもたらす「3大メリット」

ボルテックスガスケットの圧倒的な性能は、他のガスケットとは全く異なる、その精緻な複合構造に集約されています。

  • フープ: V字形に成形された金属の薄帯。ガスケットの骨格として、高い圧力に耐える強度と、バネのような弾力性(復元性)を生み出します。
  • フィラー: フープの隙間を埋めるクッション材。膨張黒鉛やPTFEといった非金属材料が、フランジ面の微細な凹凸に密着し、高いシール性能を発揮します。

この金属(フープ)と非金属(フィラー)を交互に渦巻状に巻き上げたハイブリッド構造が、他の単一素材のガスケットでは決して到達できない、以下の3つの強力なメリットを生み出します。

メリット1:【高温・高圧に耐える】圧倒的な機械的強度と耐熱性

プラントの主蒸気ラインや高圧ガスラインなど、温度・圧力が極めて高い環境では、ゴムやPTFEを主体とするソフトガスケットは、圧壊(押し潰される)したり、熱で溶融・炭化したりしてしまい、シール機能を維持できません。

ボルテックスガスケットは、金属製のフープが構造的な骨格となることで、極めて高い圧力に耐えることができます。 カタログに掲載されている標準的な「No.1834R-GR」(グラシールボルテックス)のP-T線図を見ても、実に最高50MPaクラスという、ソフトガスケットとは比較にならないほどの高圧領域まで対応可能なことが分かります。

さらに、フープとフィラーの材質を適切に選定することで、極低温(-270℃)から超高温(最高1000℃)まで、非常に幅広い温度範囲をカバーできます。

▼課題解決事例
課題: 発電所の高圧蒸気ライン(450℃, 10MPa)で、従来の高性能シートガスケットでは長期的な安定性に欠け、頻繁な漏洩パトロールが必要だった。
ボルテックスによる解決: 高温・高圧用の「No.1834R-GR」に変更。金属フープの強度と膨張黒鉛フィラーの耐熱性により、漏洩リスクが劇的に低減。パトロール工数が削減され、プラントの安全性が飛躍的に向上した。

メリット2:【緩まない】熱サイクルや振動に追従する「驚異的なシール追従性(復元性)」

プラントの運転開始・停止時には、配管の温度が常温から数百度まで大きく変動します。この際、配管やボルトは熱膨張・収縮を繰り返しますが、一度圧縮されると元に戻らない「塑性変形」に近いシートガスケットでは、この動きに追従できず、フランジ間に隙間が生まれてしまいます。これが、熱サイクル下での「ボルトの緩み」や「漏れ」の最大の原因です。

ボルテックスガスケットは、V字形のフープが渦巻状に積層された構造全体が、あたかも金属製のバネのように機能します。 締め付けられるとバネのように縮み、内部に応力を蓄えます。フランジが熱膨張・収縮で僅かに開閉しても、蓄えられた応力でバネが伸び、常にフランジ面に圧力をかけ続ける(復元する)ことで、シール性を自動的に維持するのです。この優れたシール追従性は、ポンプや圧縮機周りのような、振動が激しい箇所においても絶大な効果を発揮します。

▼課題解決事例
課題: 運転と停止を繰り返すバッチ式の反応設備で、運転開始時の昇温過程で必ずフランジから漏れが発生。その都度、危険な高温下での増し締め(ホットボルティング)が必要だった。
ボルテックスによる解決: ボルテックスガスケットに変更。その優れた復元性により、昇温・降温時のフランジの動きにガスケットが自動的に追従。漏洩が根本的になくなり、危険な増し締め作業を撲滅できた。

メリット3:【あらゆる流体に対応】無限の選択肢を生む「材質のカスタマイズ性」

「この腐食性ガスには、どのガスケットを使えばいいのか?」…化学プラントでは、流体の種類によって最適なガスケット材質が全く異なります。

ボルテックスガスケットのもう一つの強みは、フープ(金属)とフィラー(非金属)の材質を、流体の種類や温度に応じて自由に組み合わせられる点にあります。カタログには、目的別に最適化された代表的なフィラーが掲載されています。

  • 膨張黒鉛(グラシール®)フィラー (No.1834R-GR): 最も汎用的。極低温から高温まで、酸化性流体を除くほとんどの流体に使用可能。
  • 無機ペーパーフィラー (No.1834R-NA): 経済性に優れる。蒸気、水、空気などの一般的なユーティリティーラインに最適。
  • PTFE(ナフロン®)フィラー (No.9090-IOR): 究極の耐薬品性。強酸化性流体など、グラシールが使えない腐食性流体や、コンタミネーションを嫌う純酸素ガスラインなどに使用。

さらに、フープや内外輪の金属材質も、炭素鋼、ステンレス鋼(304, 316, 347など)から、チタン、インコネルといった特殊合金まで、多種多様な選択肢があります。これにより、ほぼ全ての工業用流体に対して、最適な耐食性と強度を持つガスケットをオーダーメイドで設計することが可能なのです。

▼課題解決事例
課題: 高温の塩素ガスを扱うラインで、グラシールもPTFEも長期的な安定性に欠け、適切なガスケットが見つからなかった。
ボルテックスによる解決: フープと内外輪に耐塩素性の高い特殊合金(ハステロイなど)を使用し、フィラーにPTFEを用いた特殊仕様のボルテックスガスケットを製作。長期にわたる安定したシールを実現した。

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第2部:【課題別】最適なボルテックスガスケットの選び方

これらの強力なメリットを持つボルテックスガスケットですが、その真価は、現場の課題に合わせて最適な仕様を選び出すことで発揮されます。ここでは、具体的な課題から最適な仕様を導き出すための選定ガイドを示します。

現場の課題 最適なフィラー フランジ形状と内外輪 解説
高温・高圧の蒸気、炭化水素ライン GR (膨張黒鉛) RFフランジ → 内外輪付 最も標準的で信頼性の高い組み合わせ。内輪は座屈防止に必須。
一般的なユーティリティーライン NA (無機ペーパー) RFフランジ (Class600以下) → 内輪なし可 経済性を重視する場合の選択肢。カタログの条件を満たせば内輪なしも可能。
強酸化性流体(濃硝酸など) PTFE (ナフロン®) RFフランジ → 内外輪付 グラシールが使用できない腐食性流体への唯一の選択肢。
450℃を超える超高温域 GS/GM/GH/NM RFフランジ → 内外輪付 用途に応じ、酸化防止強化タイプの特殊グラシールを選定。
溝形フランジ (T&G) GR or PTFE T&Gフランジ → 基本形(内外輪なし) フランジの溝が内外輪の役割を果たすため、基本形で使用。

第3部:特殊仕様・複雑な選定はダイコーにご相談ください

ボルテックスガスケットの選定は、フィラー、フープ、内外輪の材質、そしてフランジの形状と圧力クラスなど、考慮すべき要素が非常に多く、高度な専門知識を要します。

「カタログに記載のない特殊な腐食性ガスに対して、最も安全なフープ・フィラーの材質の組み合わせは?」
「熱交換器用に、リブ(隔壁)の入った特殊な形状のボルテックスガスケットを製作してほしい」
「シートガスケットからの置き換えを検討しているが、締付トルクはどのように再設定すれば良いか?」
このような、カタログの標準情報だけでは決して答えの出ない、高度に専門的な判断やオーダーメイドの加工が必要となる場面では、ぜひ私たちガスケットのプロフェッショナル、ダイコーにご相談ください。

なぜ、複雑な選定・加工はダイコーに任せるべきなのか?

  • 専門的な製品選定サポート: 私たちは、ボルテックスガスケットの無数の組み合わせの中から、お客様の流体、温度、圧力、フランジの仕様を総合的に判断し、”オーバースペック”でも”スペック不足”でもない、真に最適な仕様をご提案します。
  • 高精度なオーダーメイド加工: 自社工場で、熱交換器用の枝付き(リブ付き)ガスケットをはじめ、トラック形、楕円形など、あらゆる異形ボルテックスガスケットの製作に対応します。お客様の設備に完璧にフィットする一品を、迅速にお届けします。
  • 信頼できる技術パートナーとして: 特に高温・高圧ラインにおけるガスケットの選定ミスは、プラントの安全を根底から揺るがす重大なリスクです。私たちは単なる販売店ではなく、お客様の課題を共に解決する技術パートナーとして、専門的な知見で皆様のプラント運営をサポートします。

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