石油化学施設の中心部では、300℃を超える高温、腐食性化学物質、そして高圧差圧といった過酷な条件が常態化しています。分解炉内部から水素化反応器、酸輸送パイプラインに至るまで、設備の健全性は信頼性の高いシーリングにかかっています。わずかな漏れでも、材料の損失、環境汚染、あるいは壊滅的な故障につながる可能性があります。そのため、このような過酷な条件に耐えられるシールは、操業の安全性と効率性にとって不可欠です。
フッ素ゴム（FKM）シール継続的なサービスのために設計されています-50℃～300℃、これらの重要な環境において妥協のないパフォーマンスを実現します。
I. コア能力：極限のサービス条件を支配する
FKM の分子構造には、次のような独自の利点があります。
- 優れた耐熱性（-50°C～300°C）:
- 高温安定性強力なCF結合（486 kJ/mol）により熱劣化に耐性があります。FKMは300℃に長時間さらされても、弾力性とシール力を維持します。
- 低温柔軟性: 配合の強化により極低温条件 (-50°C) でも延性が確保され、脆性破壊を防止します。
- 優れた耐薬品性:
- 炭化水素および溶剤耐性: 燃料、芳香族化合物（ベンゼン、トルエン）、塩素系溶剤、潤滑剤に対して耐性があり、「エラストマーの王様」としての地位を保っています。
- 酸/アルカリ耐性: 濃硫酸、濃塩酸、濃硝酸、アルカリ（アミン、エステルは除く）に耐えます。
- 膨潤/酸化耐性: 高密度の分子構造により浸透を制限し、劣化を最小限に抑えます。
- ガス不透過性:
- ガス透過性が低いため、FKM は H₂ 濃度が高く、毒性があり、揮発性の高いサービスにおける O リング、ガスケット、シールなどに最適です。
- 堅牢な機械的特性:
- 動的/静的圧力下でも温度変化に関わらず、強度、硬度、弾力性を維持します。
II. 主要な石油化学用途
FKM シールは次のような場合に極めて重要です。
- 高圧/高温ユニット:
- 水素化処理装置: FKM が水素脆化に耐える 200～450°C / 10～20 MPa H₂ 環境での反応器フランジ、バルブシール。
- FCCユニット: 再生/プラグバルブシールは高温の触媒や腐食性蒸気にさらされます。
- エチレンクラッカー: 高温炭化水素混合物の前処理バルブシール。
- アグレッシブケミカルサービス:
- 酸/アルカリの取り扱い: H₂SO₄、HF、NaOH ポンプ/リアクター用のシール。
- 硫黄回収ユニット（SRU）: H₂S/SO₂を含んだ流体を密封します。
- 溶媒抽出: ベンゼン/トルエン/スルホラン系のシール。
- 特殊流体移送:
- 添加剤、抑制剤、溶剤用のバリアシール。
- コンプレッサーとサーマルオイルシステム:
- 水素コンプレッサーロッドシール、熱伝達流体ポンプシール（300°C）。
III. 選定と実施のガイドライン
次の方法で FKM パフォーマンスを最大化します。
- 正確な状態分析温度／圧力の極限、媒体の組成（微量汚染物質を含む）、および動的／静的要件を定義します。蒸気暴露には特殊なFKMグレードが必要です。
- グレードの最適化:
- 標準FKM: 幅広いサービスに対してコスト効率に優れています。
- 高フッ素FKM：耐溶剤性・耐酸性が強化されています。
- パーフルオロエラストマー（FFKM）: 化学的に完全に不活性で、最大耐性は 300°C 超です (コストがかかり、重要なサービス専用です)。
- 低温FKM: 氷点下でも柔軟性を保ちます。
- 設計精度: アプリケーションのメカニクスに応じて、圧縮比、溝の設計、および押し出しギャップを調整します。
- 設置とメンテナンス: 表面仕上げ管理、汚染のない組み立て、および定期的な完全性検査。
結論
高温FKMシール（-50℃～300℃）は、石油化学プラントの安全性と信頼性にとって不可欠です。水素化反応器の奥深くから腐食性溶剤ラインに至るまで、FKMは熱、化学、機械の極限環境に耐え、操業を支える静かな監視機能を提供します。最適な選定と導入方法を見極めることで、これらのシールはオペレーションの卓越性を実現する戦略的資産へと進化します。
投稿日時: 2025年6月18日