どのような状況でゴムシールまたは金属シールを選択する必要がありますか?

シールリングの材質選定にあたっては、使用環境、媒体の種類、温度範囲、圧力レベル、そして求められるシール性能など、複数の要素を考慮する必要があります。ゴムシールと金属シールにはそれぞれ長所と短所があり、適用可能なシナリオも異なります。以下では、どのような状況でゴムシールと金属シールのどちらを選択すべきかについて詳しく説明します。

ゴムシール
ゴムシールは、様々な機械設備で広く使用されている一般的なシールです。ニトリルゴム（NBR）、フッ素ゴム（FKM）、シリコーンゴム（VMQ）など、様々な種類のゴム材料で作られており、それぞれに固有の特性と用途範囲があります。

利点:
優れた弾力性: ゴムは優れた弾力性と復元力を備えており、一定の変形に適応し、密閉性能を維持できます。
耐摩耗性: ゴム素材は一定の耐摩耗性があり、ある程度の摩耗に耐えることができます。
低コスト: 金属シールに比べて、ゴムシールは一般的に安価です。
加工が容易: ゴム素材はさまざまな形状やサイズに加工しやすく、大量生産に適しています。
デメリット:
耐熱性が限られている: ほとんどのゴム素材は高温になると劣化し、耐熱性の範囲が限られています。
耐薬品性は大きく異なります。ゴム素材ごとに化学媒体に対する耐性が異なり、不適切な選択をすると素材の腐食や膨張を引き起こす可能性があります。
寿命が限られている: ゴム製シールの寿命は一般に金属シールよりも短く、特に過酷な環境ではその傾向が顕著です。
適用条件:
低温から中温の環境: ゴムシールは、ゴムの種類に応じて、-50℃ から +150℃ の温度に適しています。
中圧および低圧システム: ゴム製シールは一般に、油圧システム、空気圧システムなど、圧力がそれほど高くないシステムに使用されます。
クリーンメディア: 水、油、その他の一般的な液体と接触する環境に適しています。
コスト重視のアプリケーション: コストが主な考慮事項である場合、ゴム製シールは経済的な選択肢です。
金属シール
メタルシールはステンレス鋼、アルミニウム合金、銅合金などの高い強度と耐久性を持つ金属材料で作られています。

利点:
耐高温性: 金属シールは高温に耐えることができ、500℃以上の環境でも動作できるものもあります。
化学的耐腐食性: 金属材料は、ほとんどの化学媒体、特にステンレス鋼のシールに対して優れた耐腐食性を持っています。
高圧用途: 金属シールは非常に高い圧力に耐えることができ、高圧システムや過酷な条件に適しています。
長寿命: 金属シールは通常、特に過酷な環境ではゴムシールよりも長寿命です。
デメリット:
コストが高い: 金属シールの材料費と製造費は、通常、ゴムシールよりも高くなります。
加工が難しい: 金属材料の加工は比較的複雑で、カスタマイズされた形状やサイズにはより多くの加工ステップが必要になる場合があります。
弾力性の欠如: 金属シールはゴムほど弾力性がないため、シール性能を確保するには追加のプリロードが必要になる場合があります。
適用条件:
高温環境: 金属シールは、蒸気システム、エンジン部品などの高温環境に適しています。
高圧システム: 深海機器、高圧容器などの高圧用途では、金属シールの方が信頼性の高い選択肢となります。
腐食性媒体: 媒体の腐食性が極めて高い場合、金属シールの方がより優れた保護を提供できます。
長期の耐用年数: 長期間稼働する必要があり、シールの交換が容易でない機器の場合、金属シールの方が適しています。
まとめ
ゴムシールと金属シールのどちらを選択するかは、具体的な使用条件によって異なります。ゴムシールは、中温、低圧、コスト重視の用途に適しており、金属シールは、高温、高圧、腐食性媒体、長期にわたる安定した性能が求められる環境に適しています。シールを選択する際には、上記の要素を総合的に考慮し、具体的な使用条件に応じて適切な選択を行う必要があります。