ニュース - 金属シールをゴムシールに交換する：重要な考慮事項とガイドライン

機器のメンテナンスや改造（コスト削減、設置の簡素化、特定の流体への適合など）において、金属シールをゴムシールに交換することは一般的です。しかし、金属とゴムの物理的・化学的特性には大きな違いがあり、適切な対策を講じないとシールの不具合や安全上の問題につながる可能性があります。この記事では、信頼性と安全性を確保するための重要な注意事項について説明します。

I. 実現可能性評価: すべてのシナリオが適しているわけではない

動作条件の互換性
- 温度範囲:
  - ゴムの耐熱性は金属（800°C 以上）に比べて低くなります（NBR：約 100°C、FKM：約 250°C）。
  - 確認する: 動作温度/ピーク温度はゴムの制限と一致する必要があります。
- 圧力とPV値:
  - ゴムは低圧（<10 MPa）に耐えますが、高速走行時の摩擦熱により劣化が加速されます。
  - チェック: システム圧力/滑り速度はゴムの設計限界を超えてはなりません。
- メディア互換性:
  - ゴムは油、溶剤、化学物質によって膨張/劣化することがあります (例: NBR はケトンによって劣化し、FKM はアミンによって劣化します)。
  - 重要なステップ: ゴム適合性チャート (ISO 6072/ASTM D471) とメディア構成を相互参照します。
- 研磨環境:
  - 粒子はゴムの摩耗を加速します（金属の方が摩耗に強いです）。
  - 評価する: メディアの清潔さ。必要に応じてワイパーを追加します。
安全性と規制の制限
- 有害媒体（例：LNG、液体酸素、酸）：
  - ゴムは浸透性が高い → 漏れの危険性がある。
  - 従う: API 682 (メカニカルシール)、ASME B31.3 (配管) 規格。
- 火災安全:
  - ゴムは燃えます（金属は燃えません）。石油化学/航空業界では難燃性ゴム（FEPM など）を使用するか、交換を避けてください。

結論：する 置き換えない条件がゴムの限界を超える場合（高 T/P、危険な媒体、摩耗）

II. 構造適応：金属とゴムの違いを埋める

パラメータ	金属シールの特性	ゴムシールの要件
断面	ソリッド/中空Oリング、Cリング	溝の形状を一致させます (O リング/長方形)。
圧縮率	低（塑性変形）	高（15～30％）; 弾力性のあるスペースを確保します。
押し出しギャップ	押し出しに抵抗する（剛性）	ギャップを厳格に管理（押し出し防止リングを追加）。
インストール	鋭利な刃からの保護	面取り/バリ取り切断を防ぐためです。

主なアクション:
- 元の金属シール寸法（ID、断面）を測定します。
- 溝を再設計する: ゴム規格（AS 568A など）に従って圧縮/ギャップを計算します。

III. 材料の選択: パフォーマンスギャップの補填

金属シールシナリオ	ゴム代替品	予防
高温（>250°C）	パーフルオロエラストマー（FFKM）	コストが高く、長期の老化を検証します。
耐薬品性	FKM（弱アルカリ）、EPDM（強アルカリ）	NBR（耐酸性が低い）は避けてください。
低摩擦	PTFEコーティング/複合ゴム	コーティングの密着性を確認します。
耐摩耗性	ポリウレタン（PU）	湿気や熱を避けてください（加水分解の危険）。

特別な要件:
- 導電率: 静電気を放散させるためにカーボン/金属充填剤を追加します（爆発性環境）。
- 真空シール: 低ガス放出ゴム（FKMなど）を使用します。

IV. 設置とメンテナンス: ヒューマンエラーの防止

インストール調整
- 鋭利な道具は使用しないでください: ゴムは切れやすいです（ナイロン製の工具をご使用ください）。
- 潤滑剤: シリコングリース（NBRでは石油系オイルの使用は避けてください）。
- 均一圧縮: 取り付け時にねじれを防止します。
ライフサイクル管理
- より短いサービス間隔: ゴムは金属よりも早く劣化します。
- 漏れ監視: 早期の障害検出のためにセンサーを設置します。

V. 代替シナリオとリスクケース

シナリオ	実行可能な代替品	高リスクの落とし穴
低圧水バルブ	EPDM Oリング（銅ガスケットと比較）	耐オゾン性を検証します（EPDM > NBR）。
油圧シリンダーシール（<20 MPa）	PU バックアップ + FKM (対金属 C リング)	PUの加水分解安定性をテストします。
食品機械用ベアリングシール	シリコン（VMQ）（ステンレスリップシールと比較）	潤滑剤との接触（膨張）を避けてください。
自動車用排気ジョイント	グラファイトゴム複合材（対金属）	温度 >300°C → ほとんど実現不可能。