技術論文

セミメタリックガスケットの性能比較
及びカンプロファイルガスケットシリーズの紹介
1. はじめにプラント稼働時の漏れ量判定で使用される石鹸水発泡法での検知以下となるシール性が得られる。

石油精製、石油化学、及びエネルギーなどの分野では、セバルカー技術誌

ミメタリックガスケットである、うず巻形ガスケット、メタルジャケッ
トガスケット、カンプロファイルガスケットが多く使用されている。
うず巻形ガスケットは、配管から機器類まで幅広く使用されており、メタルジャケットガスケットは、シール幅が狭く、枝付きのガスケットも出来ることから、熱交換器などの機器類に多く使用されている。カンプロファイルガスケットは、海外で多くWinter 2020使用されていたが、近年、性能や取扱性の良さから国内でも普及しつつある。
セミメタリックガスケットはこのように使い分けされてきたが、設備の経年劣化や保守管理に対する考え方が多様化する中で、使用条件により再選定されるようになってきた。しかしながら、これらのセミメタリックガスケットの性能比較データはFigure1

常温シール特性あまりない。そこで今回、ユーザーがガスケットを選定する一つの指標となるよう、セミメタリックガスケットの比較評価データを示す。併せて、当社でラインアップを拡充させたカンプロ
ファイルガスケットシリーズの特長を紹介する。
今回対象とした製品は、膨張黒鉛を使用したうず巻形ガスケット（No.6596V）、カンプロファイルガスケット（No.6540H）、及びメタルジャケットガスケット（No.N520）である。

No.382-2）圧縮復元特性
圧縮復元特性をFigure2 示す。面圧5MPaと面圧100MPa時のガスケット変位量差を圧縮量、面圧 100MPaとその後面圧 12.5MPaまで除荷した際のガスケット変位量差を復元量とした。Table1に各ガスケットの圧縮量、復元量を示す。
Table1より、うず巻形ガスケットが圧縮量、復元量とも最も大きい結果あった。メタルジャケットガスケットは、圧縮量は大2. 特性比較評価
2-1）常温シール特性
常温シール特性をFigure1に示す。評価方法はJIS B

きいが復元量は小さく、カンプロファイルガスケットでは、圧縮量、復元量とも小さい結果であった。熱サイクルなど、フランジ面間の変化が大きい場合は、圧縮復元特性が最も優れているうず巻形ガスケットが適している。

2490に基づいて実施した。なお、メタルジャケットガスケットはTable1

一般的な使用方法に基づきペースト（No.6）を塗布した。
常温シール性は、うず巻形ガスケットが最も優れている結果であった。カンプロファイルガスケット及びメタルジャケットガ
スケットは、 低 面 圧（12.5～50MPa）では漏 れ 量 が 多く、50MPa 以上を負荷すると、測定感度以下の漏れ量であり、No.6596 t4.5
No.6540H t4.0
No.N520 t3.0
（No.6 塗布）

圧縮量と復元量

圧縮量［mm］
面圧 5MPa →面圧 100MPa0.850

復元量［mm］
面圧 100MPa →面圧 12.5MPa
0.198

0.432

0.060

0.918

0.079

14セミメタリックガスケットの性能比較及びカンプロファイルガスケットシリーズの紹介

Figure2

バルカー技術誌

Winter 2020No.38

圧縮復元特性2-3）熱サイクル特性
高温のシール特性評価として、ガスケットをフランジに締結した状態で加熱、冷却を繰り返し、冷却後の常温シール性をFigure4評価した。

500℃熱サイクル特性

熱サイクル特性をFigure3、4に示す。締付け面圧は全サンプル共通で70MPaとし、合わせて各ガスケットの推奨締付2-4）セミメタリックガスケットの使い分けけ面圧でも実施した。加熱温度は400℃及び 500℃とした。

セミメタリックガスケットの中で性能面ではうず巻形ガスケッ

Figure3、4より、うず巻形ガスケット、カンプロファイルガストが最も優れている。しかしながら、取り扱いし難い大口径、ケットは安定したシール性を維持していた。一方、メタルジャ及びガスケット幅が狭い形状など、うず巻形ガスケットの使用ケットガスケットでは、加熱前は測定検知以下の漏れ量でが難しい場合がある。よって、ガスケットの径がおおよそあったが、加熱後に漏れ量が増加した。これは、温度サイクφ1000 未満、及びシール幅が確保できる場合はうず巻ガスルを繰り返すことにより、中芯材の復元性が低下するためとケットが適している。一方、大口径（φ1000 以上）、シール幅考えられる。

が確保出来ない場合、及び高所作業ではカンプロファイルガスケットやメタルジャケットガスケットが適している。また、メタル
ジャケットガスケットは、楕円や矩形など様々な形状に加工できる特長があり、カンプロファイルガスケットと比較すると経済的なガスケットである。

3. カンプロファイルガスケットシリーズ3-1）特長
先に述べたようにカンプロファイルガスケットは、近年、国内でも普及しつつある。これを受け、当社では、新たなカンプロ
ファイルガスケットを開発し、製品のラインアップを拡充した。
使用条件に従い、溝付きメタルガスケットに貼り合わせる表層材を選択することが可能となった。
膨張黒鉛シート貼り合わせ品（No.6540H）
は様々な条件で使用出来る汎用品である。膨張黒鉛の酸化消失が懸念される温度領域である400℃以上で使用する場合は、より耐熱
Figure3

400℃熱サイクル特性性の高いバルカーヒートレジストシート®貼り合わせ品（No.
HR540H）が 適し て い る。PTFEシ ート貼り合 わ せ 品

15技術論文（No.7540H）
は、膨張黒鉛品と比較して使用温度は低くなるがある。カンプロファイルガスケットに過剰な面圧を負荷し、表が、コンタミが懸念され膨張黒鉛の使用が難しいラインに適層材に亀裂が入るか評価した結果をTable2、Figure8に示している。

す。No.HR540H、No.6540Hでは、面圧 200MPaを負荷しても金属の露出は見られず、過剰面圧を負荷してもフランジ3-2）特性評価を傷つける恐れは少ない。No.7540Hは面圧140MPaで金属

No.HR540Hの特長として耐熱性が挙げられる。Figure5の露出が確認された。これは、PTFEシートが膨張黒鉛シーは、表面層をバルカーヒートレジストシート®、膨張黒鉛シート

トと比較してフローしやすいためと考えられる。しかしながら、としたカンプロファイルガスケットの600℃での熱サイクル特性

No.7540Hの推奨締付け面圧は60MPaであり、推奨締付けである。

面圧の2 倍の面圧を負荷しても金属の露出は見られず、使600℃の結果より、No.HR540Hは加熱温度が高くなった場用上は問題ないと考える。

合でも、漏れ量に大きな変化はないが、No.6540Hは大きく漏れ量が増加した。これは、膨張黒鉛の酸化消失による影響

バルカー技術誌である。膨張黒鉛は400℃以上では徐々に酸化消失するため、長期的なシール性維持が懸念される。Figure6、7に膨張黒鉛シートとバルカーヒートレジストシート®の温度、時間ごとの重量減少率を示す。Figure7は、240 時間までの評価結果であるが、400℃～500℃程度の温度でも膨張黒鉛の減少は生じるため、2～4 年の長期的に見ればシール安定性にWinter 2020欠ける。バルカーヒートレジストシート®は、加熱初期にわずかに減量するだけで、長期的に大部分が残存している。また、加熱温度を上げても減少率は変わらず、長期的な減少率も一定であり、安定したシール性が得られる。

Figure6温度による重量減少率の変化

No.38

Figure7

時間による重量減少率の変化

Table2

圧縮変形特性

寸法：JPI Class300 2B
バルカーNo.HR540H
ヒートレジストシート®

Figure5

600℃熱サイクル特性

大口径はフランジローテーションなどで、ガスケットに推奨

No.6540H

膨張黒鉛シート

No.7540HPTFEシート

金属露出の有無
200MPaで金属露出なし
200MPaで金属露出なし
140MPaで金属露出

締付け面圧以上の荷重が負荷される場合がある。そのため、締付け時に金属部分が露出し、フランジを傷つける懸念16

セミメタリックガスケットの性能比較及びカンプロファイルガスケットシリーズの紹介

No.HR540H

面圧 200MPa

4. おわりに国内の石油精製、及び石油化学プラントでは、プラントの老朽化や定期メンテナンスの長期化で、より安定したシール製品が求められている。今回のセミメタリックガスケットの性能比較、及びラインアップを拡充させたカンプロファイルガスケッ
トシリーズがガスケットを選定する一つの指標に活用いただければ幸いである。

バルカー技術誌

No.6540H

面圧 200MPa

No.7540H

面圧 140MPa

Winter 2020
No.38

Figure8

過剰面圧負荷後の外観写真

高橋 聡美
研究開発本部
商品開発部

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