金属シールは産業機器に欠かせないシール部品であり、その性能は機器の安定稼働と安全性に直結します。しかし、高湿度、高温、腐食性の高い環境では、金属シールの表面に錆（酸化鉄）が発生することがよくあります。一見目立たない錆は、本当にシール性能に影響を与えるのでしょうか？この記事では、錆の発生原因、危険性、対策について詳しく解説します。
錆の原因と潜在的な脅威
錆は金属（特に鉄系材料）と酸素および水分との酸化反応によって発生します。シールが湿気、酸性、または高温多湿の環境に長期間さらされると、表面に錆層が形成されやすくなります。また、材料自体の耐食性が十分でない場合（例えば、一般的な炭素鋼など）、または表面保護層（メッキ、コーティングなど）が損傷している場合も、錆の進行を加速させます。
錆によってもたらされる隠れた危険には次のようなものがあります。
表面粗さの増加: 錆層によりシール面が不均一になり、元の仕上げが損なわれ、シールが接触面としっかりとフィットしなくなり、漏れが発生します。
機械的特性の劣化: 錆により金属の弾力性と引張強度が弱まり、高圧や振動によってシールリングが変形したり破損したりする可能性が高くなります。
動的シールの故障: 回転または往復運動のシナリオでは、錆により摩擦係数が増加し、異常な摩耗や詰まりが発生する可能性があります。
錆がシーリング性能に直接与える影響
漏洩リスクの増大
錆による表面のひび割れや剥がれにより小さな隙間が生じ、液体やガスの漏れの原因となります。
高圧システムでは、錆により応力集中が発生し、シールリングの疲労破損が加速される可能性があります。
耐食性の低下
錆の多孔質構造は腐食性媒体（酸や塩水噴霧など）を吸収し、金属マトリックスの化学的腐食または電気化学的腐食を促進します。
例えば、化学パイプライン内の錆びたシールリングが強酸に触れると、局部腐食による穿孔により重大な漏洩事故を引き起こす可能性があります。
温度適応能力の低下
錆は金属の熱膨張特性を変化させます。高温になると、シールリングが局所的に変形し、シールが機能しなくなる可能性があります。
錆の損傷に影響を与える主な要因
材料の選択
推奨される耐腐食性材料：ステンレス鋼（316L）、ハステロイ、チタン合金など、錆の発生を大幅に減らすことができます。
表面改質技術：普通鋼にクロムメッキ、窒化処理、またはセラミックコーティングを吹き付けて耐錆性を向上させます。
環境条件
塩化物イオン（海水など）、酸性またはアルカリ性の媒体では、対象を絞った保護ソリューションが必要です。
保守管理
取り付け中にシール面を傷つけないようにし、定期的に清掃し、防錆グリースを塗布すると、シールリングの寿命を延ばすことができます。
錆の問題を解決するための3つの戦略
1. 素材のアップグレード
腐食性の高い環境では、ニッケルベースの合金 (インコネル 625 など) またはポリテトラフルオロエチレン (PTFE) でコーティングされた金属シーリング リングが適しています。
経済的なソリューションとしては、ゴムと金属の複合シーリング リングを使用し、エラストマーを使用して腐食性媒体を隔離することができます。
2.表面強化技術
コーティング保護: 表面の耐腐食性を高めるために、PTFE、DLC (ダイヤモンドライクカーボンコーティング)、またはセラミックコーティングをスプレーします。
不動態化処理: 化学的または電気化学的な方法によって金属表面に緻密な酸化膜を形成し、腐食を遅らせます。
3. インテリジェントな監視とメンテナンス
アコースティックエミッションセンサーまたは赤外線サーモグラフィ技術を使用して、シールリングの状態をリアルタイムで監視し、腐食のリスクを事前に警告します。
定期的な交換サイクルを確立し、特に高温多湿の条件下でのメンテナンス間隔を短縮します。
結論
金属シールへの錆の悪影響を過小評価すべきではありません。表面美観の問題だけでなく、漏れ、設備の故障、さらには安全事故につながる可能性があります。腐食のリスクは、科学的な材料選定、表面保護の強化、使用環境の最適化によって効果的に抑制できます。重要な設備については、専門のシールサプライヤー（パーカー・ハネフィンやトレルボルグなど）と連携し、シーリングシステムの長期的かつ信頼性の高い運用を確保するためのソリューションをカスタマイズすることをお勧めします。
投稿日時: 2025年2月13日