2017年

夏号

No.33 Summer 2017

【カスタマー・ソリューション特集】● ご挨拶・
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・1
常務執行役員 研究開発本部長

青木睦郎● 技術論文ガスケットの使用条件不適合とその対策 ・
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・2
海外統括本部

江西俊彦

海外テクニカルソリューショングループ● 技術論文金属平形ガスケット付き管フランジ締結体の基礎シール特性評価・
・4
研究開発本部

佐藤

広嗣

近藤

康治

開発部

新興プランテック株式会社
広島大学名誉教授

澤俊行

研究開発本部高橋聡美● 技術論文ガスケット装着時のトラブルとその対策・
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営業本部 テクニカルソリューショングループ

秋山聡● 技術論文シール・クイックサーチャー（SQS）の紹介と活用方法（エラストマー編）・
・・12
研究開発本部

上田彰

開発部● 技術論文体験型シール施工研修センター シールトレーニングセンター・・・15

Ｈ＆Ｓ事業本部

村松

晃

● 寄稿

プラントにおけるフランジ締結体の締付け管理・
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・19
三菱ケミカル株式会社

森本

吏一

水島事業所 設備技術部

機械２グループ● テクノロジーニュース 直近のバックナンバー・
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・22

ご挨拶

読者の皆さまには日頃から本誌をご愛読いただき、厚く御礼申し上げます。
世界の環境激変下、今年は当社グループの第7次中期経営計画“NV・S7”の最終年度でもあり、次の中期経営計画に向けた大きな節目の年でもあります。企業理念『THE VALQUA WAY』のもと、『Ｈ＆Ｓ』すバルカー技術誌

なわちＨ（ハード＝製品）とＳ（シールエンジニアリング・サービス）を通じて『顧客価値の最大化』、『顧客感動の提供』の実現を目指した施策を実行するとともに、柔軟な発想、俊敏な対応、グローバルリスクマネジメ
ントにより次なる100周年に向けた成長の基盤づくりも図ってまいりますのでご期待いただきたくお願い申し上げます。

Summer 2017

当社の技術情報誌は1957年に『バルカーレビュー』第一号が創刊されてから60年を迎えました。2001年に『Valqua Technology News』へとリニューアルされてからは本誌で33号になります。
さて、今回の『Valqua Technology News』は、前号、前々号に引き続き、お客さまへの問題解決を目的とした内容となっておりますが、特に『安心・安全』の観点で腐食や漏れといったトラブルを未然に防止するた

No.33

めのソリューション特集としております。
ガスケットに関しては『トラブル事例とその対策』の一部をご紹介させていただきます。エラストマー系シールに関しては、シール材の選定サービス『Seal Quick Searcherエラストマー編』のご紹介、シール施工を体
験・学習頂ける『シールトレーニングセンター（STC）』をご紹介させていただきます。
当社が長年にわたり蓄積した知見や評価・分析結果をもとにした内容となっておりますので、トラブルリス
クの排除・事前対策に是非ご活用いただきたくお願い申し上げます。
当社では、今後とも皆さまのニーズに密着した新製品開発、独自技術開発、新サービス開発を行ってまいります。本誌では、これら当社の技術開発活動にご理解を深めて頂くための良い機会になれるよう、また読者の皆さまにおかれましては有用な情報を多く得ることができる機会となるよう、より一層努めてまいりますので今後ともお引き立て下さいますようお願い申し上げます。
常務執行役員1

研究開発本部長

青木

睦郎

技術論文

ガスケットの使用条件不適合とその対策

1. はじめにこし難いPTFE 単体ガスケットの使用を推奨する。また、締ガスケットの耐食性とは、酸やアルカリなど腐食性流体に耐付けも対策となる場合も見られる。

付け不足によって浸透を起こしやすい場合もあり、適切な締うる事象に関しての対応を指す場合がある。その事象への対応という目的を達するためには、シール材そのものの性能

２-2）強酸の N ７０３０PTFE 外被浸透による
中芯ジョイントシートの化学劣化はもとより、シール材の適切な選定及び適切な施工が重要でPTFE 包みガスケットは、ジョイントシートなどに比 べ、ある。本報では、事象の例とその対策について紹介してみた

PTFEの外被があるため耐薬品的に優位である。しかし、い。

PTFEにも浸透性があるため、長年の使用により特に塩酸な

2. トラブルとその対策の例見られる現象である。このような場合、PTFE 外被の内側や中芯の内径側に流体が析出している、変色などの浸透痕が２-1）重合性モノマーによる樹脂系ガスケットの花咲現象見られる、中芯内径側の分析で流体成分が検出されるなど

ふっ素樹脂ジャケットガスケットNo.N７０３０系や充填材入りの事象が観測される。対策として、PTFEジャケットの内面

ふっ素樹脂ガスケットNo.７０２０、No.７０２６、No.GF３００系

側の厚さを厚くすることや、ガスケット材の変更（一例としてなどでまれに見られる現象として、花咲現象がある。この現PTFE 系ガスケットNo.MF３００やPTFEフィラーうず巻形ガ

象は構成している材料と流体が化学反応することは考えにく

スケットの使用）を推奨する。

く、かつ事象の発生したガスケットの分析で構成材料以外の物質が確認できること及び破損の形態などの結果から、モノ
マー流体がガスケット内部に浸透することによって、また浸透２-3）推奨温度以上の条件で使用したことによる膨張黒鉛の酸化消失

した流体がガスケット内部で重合反応することによって体積膨張黒鉛は耐薬品性に優れる、クリープ緩和が小さいな

膨張を起こし、ガスケットに破損が発生するという機構で起こ

ど、シール材として適する面がある一方で、通常４５０℃以上ると考えられている。

になると大気中の酸素との結合反応により、一酸化炭素や二対策としては、流体が浸透・重合しても破壊を起こさない

酸化炭素などへ変化することでガス化し消失現象を起こす。

うず巻形ガスケット（No.７５９６V）への変更や、より浸透を起

よって、構成材料そのものであり、より顕著な影響を表す黒鉛シートガスケットNo.VF- ３０、No.VF- ３５Eにおいて
４００℃、膨張黒鉛フィラーうず巻形ガスケットNo.６５９0シリー
ズなどは構造上有利なものでも４５０℃が推奨範囲となっている。推奨範囲を超えた温度で使用した場合、比較的短期間
でも構成材料を消失したことによる漏えいが見られる。うず巻
形ガスケットの場合ではノンアスフィラーやマイカフィラーを内外周に配置することで、酸素との接触が阻害されて酸化減量が抑えられ、４５０℃以上でもシール機能を保つことができ

Figure1

樹脂系ガスケット花咲現象の例

る。なお、ノンアスフィラーは高温で有機成分が消失するが2

Summer 2017

どの流体が中芯に浸透し、中芯が影響を受けることはまれにバルカー技術誌

えうることを指すことも当然であるが、特定の流体にて起こり

No.33

ガスケットの使用条件不適合とその対策（無機成分は通常変化しない）、フープ間に留まっていれば膨張黒鉛フィラーに対する酸素遮蔽効果は維持できているが多く、特に危険であるといえる。
対策としては、流体に対して耐性の高いガスケット（No.UF
３００など）への変更を推奨する。

のが通例である。

２-6）スラリー流体による軟質ガスケットのエロージョン
外観状態は大きく破損しているが、締付けには問題が見られない、使用後製品の分析から流体や熱による化学的な劣化も見られないという場合には、非常にまれなことではあるが物理的な破損であると推定され、高速の粉体がガスケットに衝突したことで、物理的な作用による侵食（エロージョン）が生じたものと考えられる。エロージョンは流体の性状や流路
Figure2 うず巻形ガスケット酸化消失の例

バルカー技術誌

ど微小粒子を含む流体で多く見られる。
２-4）熱媒油のガスケット浸透による漏れ熱媒体として使用される油脂類は、一般的に効率向上のため粘度を低くし流れやすくしている。その結果、ガスケット対策としては、侵食に耐えうる強度を持った構成材料を管内側に配置すること、具体的には内輪付きうず巻形ガスケットの変更やグロメット加工の追加などが有効となる。

類への浸透も起こしやすい結果となり、膨張黒鉛自体は熱の変化による体積変化などが少なく、安定した適性の高い材

Summer 2017

料ではあるが、比較的耐浸透性に劣り、シートガスケットなど
において浸透漏えいを起こす場合がある。
対策として、耐浸透性はガスケットの圧縮による密度上昇
によって高まることから、より大きな適正締付力の負荷によって対応可能である場合や、より確実にシールするには、膨張
黒鉛フィラーうず巻形ガスケットNo.６５９0シリーズなどへの変No.33の構造によって発生の有無が大きく影響されるが、スラリーな更が推奨される。
２-5）
ジョイントシートを溶剤（酸・アルカリ）ラインに使用したことによるガスケットの化学劣化

Figure3

軟質ガスケットエロージョンの例

3. おわりに

ガスケットを耐性の無い流体に使用した場合、消失、構成

ごく一部ではあるが、ガスケットの耐食性トラブルとその対材料の一部溶解による脆化・軟化、それらに伴う締付け応策について紹介した。シール材の選定・検討に対して、本報力の低下などが見られ、これらは使用済み製品の分析で容が、漏れトラブルをなくし、シールという目的を達するための参易に判別できる事象である。これらの問題が発生した場合、考になれば幸いである。

一般的には原型を留めないほどの破損を起こしている場合

江西 俊彦
海外統括本部 海外テクニカルソリューショングループ
3

技術論文

金属平形ガスケット付き管フランジ締結体の基礎シール特性評価
1. はじめに析によって評価する。加えて、
ASME/ANSI class300 2inch
フランジ締結体を用いた評価も行う。

金属平形ガスケット及びリングジョイントガスケットなどの金

バルカー技術誌

属ガスケットは石油精製、石油化学、発電プラントなどの高温高圧条件下のフランジ締結体で広く使用されるが、しばしば締結部から内部流体の漏れが生じることが問題となっている。これは締結体の力学特性とボルト締付け法が十分解明されていないためと推測される。ジョイントシートガスケット、PTFEガスケット、うず巻形ガスケットなどのソフトガスケット、Summer 2017

セミメタリックガスケット単体及び締結体に用いられた時の特性についてはASME（アメリカ機械学会）、HPI（日本高圧力技術協会）、大学やメーカーで多くの研究が行われている。
しかしながら、金属ガスケット付きフランジ締結体に関する研（a）漏れ量－平均ガスケット応力関係

究はほとんど行われておらず、その挙動は明確になっていな
かった 1），2）。
これまで、近藤らの研究によって金属平形ガスケット単体

No.33のシール特性はガスケット表面に塑性変形が生じることによってシール性が大きく向上することが明らかになっている3）−7）。
Figure1（a）
はクロムモリブデン鋼、銅、アルミニウムの金属
平形ガスケットの漏れ量と平均ガスケット応力の関係を示す。
同じガスケット応力の場合、材料のヤング率及び表面硬度の低い順にシール性が優れていることが分かる。更に、各材料の降伏応力に対する平均応力の割合で整理した場合、
Figure1（b）に示されるようにその値が 1.0 付近で急激に漏（b）漏れ量－降伏応力に対する平均ガスケット応力割合関係
Figure1

金属平形ガスケットの漏れ特性

れ量が小さくなっていることがわかる。このように、金属ガス
ケットのシール性にはガスケット材料の降伏応力が大きく影響していることが明らかにされている。しかしながら、これまでの研究では評価装置の測定能力上、1×10−4 Pa･m3/sレベル
でしか漏えい評価ができていない。

2. 実験方法
Figure2は実験で用いたプラテン試験機を示す。万能圧
縮試験機（島津製作所製 AUTO GRAPH 500KND）、試

本研究では、金属ガスケットの基礎研究として、金属平形

験 体の金 属 平 形ガスケットを挟み込むプラテン（SUS304

ガスケット単体及び締結体に用いた時の微小漏えい特性製）、ヘリウムガスボンベ、圧力計、漏れ量計測装置及び変

−7

（1×10

3

Pa･m /sレベル）を明らかにすることを目的としてい位計測機から構成される。漏れ量計測装置は、石けん膜流る。対象となる材料はアルミニウムと銅の2 種類、それぞれ 3

量計とヘリウムリークディテクター（ULVAC 製）
を切り替えら種類の幅寸法とし、剛プラテンを対象に実験と有限要素解

れるようになっており、漏れ量がおよそ1×10−4 Pa･m3/s以下
4金属平形ガスケット付き管フランジ締結体の基礎シール特性評価

ではヘリウムリークディテクターを適用する。ガスケットの材質
は、アルミニウム（A1050）と銅（C1020）の2 種類、径寸法は4. 実験及び解析結果

φ25×φ20、φ30×φ20、φ40×φ20、の3 種類で厚みは全Figure4はプラテン試験から得られたアルミニウム及び銅て3mmである。所定の圧縮荷重を負荷した後にヘリウムガの平形ガスケットの圧縮試験結果を示す。いずれの材料にス内圧 4MPaを負荷し、漏れ量及びガスケット圧縮量変位をおいても外径が小さいほど（幅が小さいほど）変形量が大きく計測する。ガスケット圧縮及び復元の試験シーケンスは、アなる結果となった。これは、ガスケット形状の影響によるものとルミニウムではガスケット応力 0 → 180 → 0MPa、銅ではガス考える。

ケット応力 0 → 450 → 0MPaとして段階的に変化させる。

Figure5は径寸法φ20×φ40のアルミニウム平形ガスケットの試験後のガスケット及びプラテン表面の様子を示す。ガスケット表面とフランジ表面の両方に内径側と外径側に変色が見られる。これは、アルミニウムの微細な粉末が残っていたためであり、圧縮によってガスケットがポアソン効果で内外径へバルカー技術誌

変形し、フランジと擦れたことに起因すると考える。

Summer 2017
No.33

Figure6はプラテン試験から得られた漏れ量と平均ガスケット応力との関係を示す。ヘリウムリークディテクターを用いることによって1×10−7 Pa･m3/sレベルまでの微小漏れ量測Figure2 プラテン試験装置概要

定が可能となっている。アルミニウム及び銅のガスケットのいずれの結果においても、高い平均ガスケット応力を負荷する

3. 有限要素解析方法
2 項で述べた実験について有限要素解析を用いた評価も行う。有限要素解析には汎用コードABAQUSを用いる。

ことで漏れ量は減少し、平均ガスケット応力を小さくすることによって漏れ 量は増 加している。また、アルミニウムでは120MPa 程度、銅においては250MPa 程度で漏れ量の減少が緩やかになっている。

Figure3は有限要素解析で用いた金属平形ガスケット付きプ

漏れ量と平均ガスケット応力の関係はガスケット幅が変わっ

ラテン試験装置の三次元モデルである。本来は軸対称モデても同様であることから、金属平形ガスケットのシール性は平ルでも有効な評価は可能であるが、後述の締結体の場合と均ガスケット応力で整理できると言える。除荷過程において、同条件にするために三次元モデルとしている。ガスケットは弾

アルミニウムガスケットでは約 30MPa、銅ガスケットでは約塑性要素、フランジは弾性要素でモデリングしている。所定

50MPaで漏れ量が急激に増加している。これは、圧縮過程の圧縮力でプラテンを圧縮し、その際のガスケット応力及びで得られたフランジ面とガスケット面のなじみが失われたもの

圧縮量、相当塑性ひずみを算出する。ここで、相当塑性ひ

と考える。

ずみ

は以下のように定義される。

Figure7はプラテン試験を再現した有限要素解析の結果である。ガスケット材料はアルミニウム、寸法はφ20×φ25とした場合のガスケット応力分布及び相当塑性ひずみ分布のコンター図を示している。平均ガスケット応力が 100MPa から
120MPaに増加した際に相当塑性ひずみが急増していることがわかる。この時にガスケットが大きく塑性変形し、フランジ面の微小な凹凸を大きく埋め、シール性が向上していると考える。このことから、メタルガスケットが高いシール性を発揮するにはガスケット表面の塑性ひずみが必要と言える。

Figure3 プラテン試験に対する有限要素解析モデル

5

技術論文

（b）銅平形ガスケットの漏れ量－ガスケット応力関係（a）アルミニウム平形ガスケットの圧縮特性

Figure6

各寸法における漏れ量とガスケット応力関係

バルカー技術誌（a）ガスケット応力分布

Figure4

金属平形ガスケットの圧縮特性（b）相当塑性ひずみ分布
Figure7

有限要素解析から得られた各ステップにおけるガスケット
応力と相当塑性ひずみ分布図

5. 金属ガスケット付き
管フランジ締結体の特性評価

No.33

ここまでは理想的に均一な圧縮が可能なプラテンを用いた評価を行ってきたが、以降は実際の管フランジ締結体での特Figure5

圧縮試験後のガスケットとフランジ面

性評価を行う。
Figure8は管フランジ締結体試験装置の概略図である。
Figure9はその 有 限 要 素 解 析 モデルを示 す。 寸 法 はASME/ANSI class300 2inchとし、ボルトはM16の8 本である。有限要素解析では対称性を考慮して軸方向に1/2、周方向に1/16 分割し、全体では1/32モデルとしている。ボルトのz 軸対称面に締付けに相当する圧力を与え、ボルト締付けを再現している。実験ではボルト締付けはボルトに貼り付
けたひずみゲージによって測定された軸力を指標に行う。連結したボンベより4MPaのヘリウムを封入し、圧力降下法によって漏れ量を測定する。
Figure10はアルミニウム平形ガスケットφ65×φ55を対象とし、プラテン装置及び管フランジ締結体に組込んだ場合の漏（a）アルミ平形ガスケットの漏れ量－ガスケット応力関係

Summer 2017（b）銅平形ガスケットの圧縮特性

れ量とガスケット応力の関係を示している。管フランジ締結体
6金属平形ガスケット付き管フランジ締結体の基礎シール特性評価

では圧力降下法を用いているために微小な漏れ量が測定出来ていないが、おおよそプラテン試験の結果と一致している。
ガスケット応力 100MPaを負荷した際に著しく漏れ量が小さくなっていることが分かる。この時のガスケット応力及び相当塑
性ひずみを、 有 限 要 素 解 析を用いて計 算した結 果をFigure11に示す。Figure11より、ガスケット応力 90MPaでは軽微であった相当塑性ひずみが、100MPaの場合に急激に大きくなっていることが分かる。一様な圧縮ではない管フランジ締結体においても、ガスケットの相当塑性ひずみが増加することで、シール性が著しく向上することが分かった。
これまでの研究では、基準漏れ量を1×10−4 Pa･m3/sとした場合に式（1）を用いた初期ボルト軸力の決定方法検討を

Figure9 金属ガスケット付き管フランジ締結体の有限要素解析モデル

8）

バルカー技術誌行っている 。
（1）
ここで、Ffmin：最低限必要な初期ボルト軸力
［N］
、b：金属
ガスケットの塑性変形発生に関する係数、d2：ガスケット接触
外径［mm］、d1：ガスケット接触内径［mm］、N：ボルト数［本］とする。

Summer 2017

基準漏れ量を1×10−6 Pa･m3/sとした場合の管フランジ締
結 体の初 期ボルト軸 力を検 討する。Figure12は上 記のASME/ANSI class300 2inch 管フランジ締結体における3種類の寸法のアルミニウム平形ガスケットと銅平形ガスケットの漏れ量－ボルト軸力関係である。実線は実験データ、○、△、□のマークは式1 から算出した値を示している。式（1）
か

No.33

Figure10 プ
 ラテン試験結果と管フランジ締結体試験結果の漏れ量の比較ら得られた値はおよそ実験データ挙動の延長にあり、式（1）の妥当性が確認できる。このことより、式（1）を用いることによって、適切な初期ボルト軸力の検討が可能と考える。

Figure11

Figure8 管フランジ締結体装置概略図
7管フランジ締結体でのアルミニウム平形ガスケットの応力と相当塑性ひずみ分布図（a）アルミ平形ガスケット

技術論文

7. 参考文献
1）SAWA, T., HIGURASHI, N., AKAGAWA, H,“Stress
Analysis of Pipe Flange Connections”, Transactionsof the ASME, Journal of Pressure Vessel Technology,
Vol.113, No.4, pp.497-503（1991.11）
2）福田忠生，尾崎公一，加治屋純，早川悌二，“内圧を受ける配管フランジ構造部の構造挙動と漏れ特性（金属平形
ガスケットによる検討）”，日本機械学会論文集，75 巻，756（b）銅平形ガスケット
Figure12 管フランジ締結体における漏れ量測定結果と推定結果

号，pp51-56（2009）3）近藤康治，椿翔太，澤俊行，大宮祐也，“内圧作用下における金属平型ガスケット付きフランジ締結体の密封特性”，
圧力技術，Vol. 52，No.1，pp. 4-15（2014）4）近藤康治，椿翔太，澤俊行，大宮祐也，“内圧を受けるリン本研究では実験と有限要素解析によってプラテン及び管グジョイントガスケット付き管フランジ締結体の有限要素法

フランジ締結体におけるアルミニウム及び銅の平形ガスケット

応力解析と密封性能評価”，日本機械学会論文集，80 巻，の漏れ特性評価を行い、以下の結論を得た。

816 号，pp.1-13（2014）5）Kondo, K.，
Sawa, T.，
Sato, K.，
T., Kikuchi，and Tsubaki,

クディテクターを用いてプラテン試験における金属平形

S.，“The sealing characteristics of bolted flange−7

ガスケットの1×10

3

Pa･m /sレベルの漏れ特性評価を行った。

connection with metal gasket”，ASME Pressure
Vessels and piping Conference, PVP2012-78413（2012）（2） プラテン試験において、金属ガスケットの表面が降伏

6）Kondo, K.，
Tsubaki, S.，
Sawa, T.，
Sato, K.，
and Omiya,

し、塑性変形が生じるためシール性が著しく向上した。

Y.，“Sealing performance evaluation in bolted flange−6

更に漏れ量が 1×10

3

Pa･m /s 以下になると、シール

connections with ring joint gasket subjected to性向上は緩やかになることを明らかにした。この挙動はinternal pressure”, ASME Pressure Vessels andガスケット幅が変わっても同様であることも示された。

piping Conference，PVP2013-97173（2013）（3） ASME/ANSI class300 2inch 管フランジ締結体にお7）Kondo, K.，
Tsubaki, S.，
Sawa, T.，
Omiya, Y.，
and Sato,

いても、ガスケット接触面の一部が降伏するとシール性

K.，“FEM stress analysis and the sealingが著しく向上することを明らかにした。

performance evaluation of bolted flange connections（4） 基準漏れ量1×10−6 Pa･m3/sとした場合のて締結体のwith metal flat gaskets”，ASME Pressure Vessels

シールに必要なボルト初期締付け軸力の計算法を示

and piping Conference，PVP2013-97828（2013）

し、実験結果との比較により妥当性があることを確認し

8）Kondo, K.，and Sawa, T.，“A Determination method

た。

of bolt preload for bolted pipe flange connections
with metal gaskets under internal pressure”，
ASME
Pressure Vessels and piping Conference，PVP201545163（2015）

佐藤 広嗣
研究開発本部 開発部

近藤 康治 新興プランテック株式会社
澤 俊行 広島大学名誉教授
高橋 聡美 研究開発本部
8

Summer 2017（1） ガスケットからの漏れをスリーブで回収し、ヘリウムリー

バルカー技術誌

6. おわりに

No.33

ガスケット装着時のトラブルとその対策

バルカー技術誌

Summer 2017
No.33

1. はじめに2-2）ふっ素樹脂ジャケットガスケットのフェルトシートの濡れシールとは、各種プラントの配管や機器、装置において、トシートを用いるものがあるが、フェルトシートは濡れると圧縮

ふっ素樹脂ジャケットガスケットNo.N7030 系は中芯にフェル流体が内部から外部へ、あるいは外部から内部へ流れないようにすること、またはその部材を指す。シールという目的を果破壊しやすくなる。
そのため、雨天時の装着や締付けは好ましくない。

たすためには、シール材そのものの性能はもとより、シール材の適切な選定、及び適切な施工が重要である。その中で、ガスケットの締付けトラブルとその対策や適切な締付け方法
1）2-3）膨張黒鉛系ガスケットの表面への傷
膨張黒鉛は耐薬品性に優れる、クリープ緩和が小さいな

を過去に紹介した 。本報では、更にガスケットの装着時のト

ど、シール材として適する面がある一方で、傷つきやすい、

ラブルとその対策について紹介してみたい。

脆いなど取扱い性に劣る面がある素材である。そのことから、膨張黒鉛系のガスケットは運搬時や装着時において、粗2. 装着時のトラブルとその対策の例

雑に取扱うとシール面に傷がつくことで漏れ流路となりシール

2-1）ふっ素樹脂ジャケットガスケットの外被のめくれ

そのため、膨張黒鉛シートガスケットNo.VF-35E、膨張黒不良になる恐れがある。

ふっ素樹脂ジャケットガスケットNo.N7030 系の外被は、V

鉛うず巻形ガスケットNo.6590シリーズ、カンプロファイルガス

の字、Uの字、コの字形をしており、いずれも外径側は開放

ケットNo.6540H、膨張黒鉛貼り金属平形ガスケットNo.6560、されている。そのことから、ガスケット装着時、特に、狭いフ

膨張黒鉛貼りメタルジャケットガスケットNo.N6520は、表面にランジ間に装着する場合に、ふっ素樹脂外被がめくれて、内傷をつけないように梱包したままの状態で保管、運搬し、装径側に折れたまま締付けられてしまうことがある。これでは、着時も取扱いに注意する必要がある。爪や工具など鋭利なその位置に段差が生じ漏れ流路となることから、シール不良

もので引っかいたり、製品を直に地面に置いたりすることは好になる。そのため、装着時にはふっ素樹脂外被のめくれが起

ましくない。

こらないように注意する必要がある。もしくは、下記のように外周側を密着させた対策品を用いることで、めくれを防ぐことができる。その場合、全周を完全に融着する必要はないので、部分融着または簡易融着で良い。

2-4）大口径うず巻形ガスケットの運搬時など使用前の破損
小口径のうず巻形ガスケットでは問題になることはないが、大口径のうず巻形ガスケットは内外輪の有無に関わらず、保管、開梱、運搬、装着の際、製品に無理な力が加わると破一般のタイプ損（いわゆるバラケ）の恐れがある。特に2000mmを超えるうず巻形ガスケットはその恐れが大きい。破損してしまえば製

外周縫合のタイプ

品は当然使用できない。
そのため、製品にねじれ、ひずみなど無理な力が加わらな

外周融着のタイプ（部分融着または簡易融着）※）外周縫合は外径φ400 以下のみ可。 縫合で不可の場合は外周融着で対応可。

Figure1 ふっ素樹脂ジャケットガスケットの外被の例
9いように、以下に注意しながら行う。
・保管は立て掛けずに平置きが望ましい。
・開梱は固定具を無理に取り外さない（大口径うず巻形ガス
ケットには開梱手順が同封されているのでそれに従う）。

技術論文

・運搬や装着は製品の大きさによって下記の人数で行うこと

属被覆の折り返し部を破損してしまうことがある。
そのため、メタルジャケットガスケットは金属被覆の折り返しが望ましい。
Table1 ガスケット取扱い人数の目安
ガスケット内径寸法

取扱い人数

1000 ～ 1500 mm

2 ～ 3人1500 ～ 2000 mm

3 ～ 4人2000 ～ 3000 mm

4 ～ 6人3000 ～ 4000 mm

6 ～ 8人部を溝底部になるように装着する必要がある。また、表裏のあるガスケットなので、左右対称でない枝付形状のものは、図面上で金属の折り返し部がどちらかを指示する必要がある。

2-5）大口径うず巻形ガスケットの芯ずれ装着
はめこみ形フランジや溝形フランジにおいて凹凸のクリアラ
ンスが大きい場合、特にうず巻形ガスケットが縦配置になる
場合は、うず巻形ガスケットの本体部がフランジ座から外れ、

Figure3 メタルジャケットガスケットの装着向き

れでは、うず巻形ガスケットが隙間からはみ出したり破損や
2-7）
リングジョイントガスケットのフランジへの密着性不良

漏れにつながる恐れがある。

フランジ、ガスケットの両方が新品の場合は問題にならないが、長年使用したフランジでリングジョイントガスケットを使用すし、更に外径寸法もプラス公差を目標にして製作している。こる場合、フランジとガスケットの密着性不良でシール性が十分のことにより、本体部がフランジ座から外れても、はみ出しやに得られないことがある。

破損や漏れの軽減を図っている。

そのため、まず、全周に接触（以下、当たり）があるかどう

それでも問題が起こる場合には、通常の4.5mmの本体部かを確認する必要がある。それにはガスケットに光明丹などの更に外径側や内径側に3.2mm用のフープの空巻を加えるの顔料を塗布して目標の20%程度のトルクで締付け、一旦開ことも可能である。これにより、本体部がフランジ座から外れ放して着色具合を確認する。当たりは外径側でも内径側でもるのを避けることが可能となる。また、同様の目的で内径側に良く（圧力が高い場合は外径側のほうが望ましい）、線接触

は金属製の丸棒を取付けることも可能である。

でも良いので全周に渡って当たりがあるかを確認する。全周に当たりがあればその後適切に締付けて使用可能である。
全周に渡る当たりがなければ、すり合わせを行う必要がある。また、すり合わせはフランジ溝の傷や腐食を除くためにも行う。それにはガスケットに磨き粉を塗布してフランジ溝内でガスケットを回転させる。当たりが得られたかは再度光明丹な

理想的な配置

本体部が座から外れた例

3.2mmフープを加え本体部が座内に収まった例

Figure2 うず巻形ガスケットとフランジ座の位置関係

他にも、仮保持のための保持板と保持板用のボルトでガスケットを適切な位置に保持し、ガイドボルトによりフランジを適切に合わせ、実機のボルトで仮止めした後、保持板を抜取って本締めするという装着方法もある。

どで確認する。なお、オクタゴナル形は装着するオクタゴナル
形ガスケット自体ですり合わせを行って良いが、オーバル形はそれ自体で行ってしまうとせっかくの線接触による高シール性を低下させてしまうので、オクタゴナル形ガスケットまたはすり合わせ用治具を用いて行う。
更に、特にガスシールやSUSなどの硬い材質の場合はガスケットペーストを薄く塗布することが望ましい。
それでもシールが不十分な場合、膨張黒鉛や銅など軟質材料のカバー付リングジョイントガスケットに代替する策、更に

2-6）
メタルジャケットガスケットの装着向き間違い

はフランジに合わせて特別寸法にする策が挙げられる。

メタルジャケットガスケットをはめこみ形フランジや溝形フランジで使用する場合、金属被覆の折り返し部をフランジの凸部に接触する向きで装着すると、装着時にフランジの先端で金2-8）すべてのガスケットの共通事項
すべてのガスケットに共通する、装着時に注意すべき点を
10

Summer 2017

そのため、熱交換器に使用されるうず巻形ガスケットは、外径側のフープ空巻数や、各巻ごとのスポット溶接数を増やバルカー技術誌

Vの字より内径側にフランジの先端が接触することがある。こNo.33

ガスケット装着時のトラブルとその対策

以下に記載する。

3. おわりに・フランジにシール性に影響する有害な錆、傷、打痕がないか。

ガスケットの装着時のトラブルとその対策について、ガスケッ

・フランジに前回使用したガスケットが付着していないか。

ト種類ごとに紹介した。シール材の施工は、お客様で行って・ガスケット表面に傷や異物の付着がないか。

いただくことから、本稿が、漏れトラブルをなくし、シールとい（特に、水平配管の上部のボルト挿入時、ボルト穴に異物う目的を果たすための参考になれば幸いである。

があると、落下してガスケットに付着することがある）
・ガスケットの寸法が間違っていないか。

4. 参考文献（外径が同じでも内径が異なる規格寸法がある。その場
合、内径が小さいと流路にはみ出す恐れあり）

1）藤原 隆寛：バルカー技術誌．No.31，8-11（2016）

・ガスケットの種類が間違っていないか。

バルカー技術誌

秋山 聡

Summer 2017

営業本部 テクニカルソリューショングループ

No.33

11

技術論文

シール・クイックサーチャー（SQS）の紹介と活用方法（エラストマー編）
1. はじめにした物性や、耐油・耐薬品性、その他の特性などは異なるものである。
その顕著な特性の違いは、同じOリングという形状でも固広い検索の間口で、ご利用者の言葉で自由に、且つQuick

定用途の場合は長期の信頼性を優先するために耐圧縮永に製品や仕様に関する情報提供を行うことをコンセプトに、

久ひずみ特性（へたり難さ）に重点を置く材料が適切であり、2014 年 4月よりガスケット編のサービスを開始した。
このシール・クイックサーチャー（SQS）
はWEBカタログのよ
うな単なる製品検索ではなく、アウトプット表示に「温度・圧力

運動用途であれば耐圧縮永久ひずみに加えて耐摩耗性など摺動によって起こるダメージに対抗できるような特性を優先させるなどがある。
シール・クイックサーチャー（SQS）
エラストマー編では当社のシステムである。
（ 特許出願中「推奨封止材選定システの材料選定のノウハウをシステムに組み込むことによって、顧ム」）

客が用途や使用条件などを選択することによって自動的に最本報では2014 年 10月よりサービスを開始したエラストマー

適な材料選定を行えるようにしている。

版について紹介する。
2-3）技術情報とのリンク

2. シール・クイックサーチャー（SQS）の特徴

Figure1 で示すようにシール・クイックサーチャー（SQS）
では選定された製品の特徴やサービス条件（使用可能な条件

シール・クイックサーチャー（SQS）
は平素から当社製品をご範囲）などの関連情報をアウトプットとして表示する方式を選使用いただいている顧客から、一定条件下においてどのよう択している。またこれと同時にバルカーハンドブックの技術編

な物を使えばよいのか、あるいは使用することが可能なのか手がかりが少ない状況の顧客まで幅広くご使用いただけるものを目指した。本項でこの特徴をピックアップして紹介する。
2-1）豊富なアプローチ
シール・クイックサーチャー（SQS）
エラストマー編では形状、用途、ゴム材料からの検索アプローチを可能とした。これは製品を選定される顧客の「形状は決めているがどの品番が最適なのか」や「実績から材質は決めているがどのような形
状の選択肢があるだろうか」あるいは「使用条件は決まっているが最適な形状と材質がどのようなものなのか」といったマ
インドによる検索を想定したことによる。
2-2）最適な材料を選定
シールに使用するエラストマー材質は10 種類、多くても15種類程度であるが、同じ材質の中でもその用途に応じて適Summer 2017

選定図グラフを用いた製品選定」機能を搭載した当社独自

バルカー技術誌『Seal Quick Searcher®』（シール・クイックサーチャー）
はFigure1 アウトプット例
12

No.33

シール・クイックサーチャー（SQS）の紹介と活用方法（エラストマー編）

及び寸法編へのリンクを表示し、より詳細な製品情報並びに寸法ラインアップを同時に把握していただけるようにした。

3. シール・クイックサーチャー（SQS）の検索例
既にご活用いただいていることとは思われるが前項で紹介したシール・クイックサーチャー（SQS）
エラストマー編の特徴的な部分に関して実際に検索を行いながら例として紹介してみたい。

Figure4 ②分野からのアプローチのインプット3-1）検索のアプローチ
シール・クイックサーチャー（SQS）エラストマー編ではバルカー技術誌

Figure2に示すように、①形状②用途・産業分野③ゴ

ム材料 の各々からの検索アプローチを可能としている。①
形状からのアプローチでは、Figure3に示す 形状選択 →使用条件入力 のインプットでFigure6に示す1 次アウトプット
が 表 示される。 ② 用 途・産 業 分 野 のアプローチでは、
Figure4に示す 分野 → 使用条件入力 のインプットで、③Summer 2017

ゴム材料のアプローチでは、Figure5に示す

材質／材料

記号の選択によってFigure6に示す 1 次アウトプットが表示される。
Figure5 ③材料からのアプローチのインプット

No.33
Figure2 検索アプローチ

Figure6 1 次アウトプット

3-2）アウトプット
1 次アウトプットに表示される品番・製品が、インプット項目
に対する適用可能品の一覧であり、任意の品番・製品を選択するとFigure7に示す 2 次アウトプットとして製品の詳細情報が表示される。2 次アウトプットの表示（画面下の方のタブ）から任意の項目を選択すると、（一例として）Figure8、Figure9（ハンドブック情報）などのさらなる詳細情報を得ることが出来
Figure3 ①形状からのアプローチのインプット

13

る。

技術論文

バルカー技術誌

Figure7

2 次アウトプット

Summer 2017

Figure9

3 次アウトプット ハンドブック技術編

4. おわりに

No.33

シール・クイックサーチャー（SQS）
エラストマー編はWEB版の製品カタログから選定いただくことに対して、使用条件や使用機器で適合するシールをより早く、より確実に、選定ミスが発生しないようにプログラムした検索システムである。顧客にはぜひともご活用いただき、ベストマッチングのシール材を提供する一助としていきたく思う。
また使い勝手の部分やアウトプットの見やすさ、あるいは技術情報の充実化なども今後取り組み、顧客へのお役立ちを
Figure8 3 次アウトプット ハンドブック技術編

更に高めていきたいと考える。

上田 彰
研究開発本部 開発部
14

体験型シール施工研修センター
シールトレーニングセンター
1. はじめにバルカー技術誌

Summer 2017
No.33

スを展開することで、同トレーニングが広く認知され、その有効性が評価されてきた。

近年、日本では団塊世代の引退による技能継承やプラント

特に、ベトナムでは最大の国営エネルギー企業であるペト設備の老朽化が問題視されており、保守管理の重要性が増

ロベトナム傘下の技能教育機関であるペトロベトナムマンパ

える一方、連続運転期間の延長などで若手作業員が定期

ワートレーニングカレッジ（PVMTC）
において、工業用シール修繕を経験できる現場環境は減少する傾向にあり、プラント

材の取り扱いに関する技能訓練に当社のトレーニングシステのメンテナンス技能の維持向上が課題となっている。特に、ムが採用された。PVMTCは同国でプロセスプラントに関わるプラントの管理者は、フランジ施工に関する規格や手順など

唯一の職業訓練校で、各種工業の現業部門から年間 1 万の要領を知識として研修等で教えられ、フランジ施工の経験

5000 人を超える研修生が学んでいる。

がほとんどないまま、現場のトラブルに対応しなければならな

当社はベトナム人専門トレーナー1～2 名を派遣し、またいケースも増えてきている。しかし、研修等の知識だけではト

STCの主要設備を移設・貸与するとともに、訓練に必要な関ラブルの真因はわからず、現場作業員の経験や勘に頼らざ

連知識、テキストなどで技術の供与を行っている。同トレーニるを得ない状況が少なからずあり、事実、シールに起因するングを行うことで、シール施工技能の訓練支援を通じベトナム

重大事故が発生している。総務省消防庁によると、全国の重化学工業の発展を後押しするとともに、当社ブランドの普主な石油コンビナートで起きた火災や漏えいなどの事故（地及拡大につなげている。

震が原因の事故は除く）
は2006 年以降の発生件数が高水準で推移している。

更に中国でも、中国石油化学工業連合会と共催され、また中国摩擦密封材料協会に後援されている、シール及びまた、新規設備や増設設備の計画が多い新興国などでふっ素樹脂製品の技術講習会となる『バルカー講習会』におも、人手不足から不確定なシール材の選定や不確実な施工

いて、2016 年にユーザーサイトでSTCのトレーニングを行う出による漏えいトラブルが常態化しており、作業員の確保・育成

張サービスの紹介を行い、高い関心が得られている。

が急務となっている。
当社はこのようなニーズに応えるべく、日本の現場で行われてきた様々なシール施工を学習する場を提供するため、技能研修カリキュラムの作成、専属トレーナーの育成、各カリ
キュラムに応じたハード面の整備に着手し、2014 年に奈良県の研究開発拠点に体験型のシール施工技能のトレーニング
センター『シールトレーニングセンター（STC）』
を設立した。

2. 市場展開
Figure1に示すように、奈良県の研究開発拠点を皮切りに、国内には東京都町田市の研究開発拠点、更に海外の当社の拠点がある中国、台湾、ベトナム、タイ、韓国へ STCを開設し、国内外の顧客にシール施工のトレーニングサービ
15

Figure1 ＳＴＣの所在地

3. 基本コンセプト
市場から高い関心が得られているSTCはこれまで当社が技術論文培ってきたシールに関する技術、特にトラブルの分析・改善か
ら得られたエンジニアリングをベースに構 築されている。
Table1に、高圧ガス保安協会が開示している、高圧ガスの事故原因の分析結果を示す。表中の色づけした箇所がシー
ル起因による事故件数であり、全体の20～25％を占めている
ことがわかる。
Table 1
区分

高圧ガス事故の原因別による分析
設備の維持管理の不良

組織体制の ヒューマン
不良
ファクター

Figure 2

漏えい原因調査結果

合
計

計

不良行為

計

後操作・誤判断

情報伝達の不備

計

組織運営不良容器管理不良シール管理不良

点検不良

締結管理不良検査管理不良計

腐食管理不良

製作不良

施工管理不良設計不良

年

操作基準等の不備

設備の設計、製作の不良

高圧ガス保安協会「高圧ガス関連事故集計」平成 27 年 12月現在

そのシールに起因する事故原因は、Figure2に示すようにシール施工不良及びシール選定不良が 80％以上となる。

の基礎からシール周辺部材の管理まで、なぜ漏えいが発生するのか、なぜ選定と施工が重要なのかというKnow－Why
から、どのような施工をすればいいのか、問題をどう解決すればいいのか、Know－Howを座学理論と施工実技を合わせてトレーニングするというコンセプトとした。

4. トレーニングプログラム
STCでは、シール起因による事故原因の大半を占めるシール製品の選定ミスと施工ミスの検証に基づき、有効な対策にSummer 2017平成35 11 10 56 65 65 8 28 31 11 208 0 13 1 14 69 13 82 360
24 年
平成
22 17 11 50 67 66 8 38 28 20 227 0 8 1 9 45 4 49 335
23 年

その対策をトレーニングに盛り込んだ。つまり、シールの選定

バルカー技術誌

平成54 9 24 87 85 30 13 28 26 21 203 2 6 1 9 40 6 46 345
27 年
平成
53 14 19 86 72 19 11 29 26 17 174 0 15 6 21 33 6 39 320
26 年
平成
38 14 23 75 77 28 18 23 33 19 198 0 15 1 16 50 4 54 343
25 年

そこで、STCではFigure3に示すように、当社がシールに関するトラブルを分析し、現場で起こっている問題の抽出と焦点をあててトレーニングを行っている。選定のトレーニング

No.33

Figure 3 ＳＴＣの基本コンセプト16

体験型シール施工研修センター

シールトレーニングセンター

は、顧客の仕様条件である流体の種類、圧力、温度から最適なガスケットを選定するための基本的なガスケットの選定指針を学習する。次に特殊な環境下におけるガスケットの力学的挙動を学び正しい選定をしなければどのような不具合が起
こり事故につながるのかという知識を身につける。
更にガスケットだけでなく、フランジ締結体に使用されるフランジやボルトなど周辺部材の管理状態がシールに及ぼす影響を学ぶことにより現場での管理・監督業務の勘所を習得する。
施工トレーニングは、Figure4に示すフランジ実習装置を用いて、まず講習者自身のボルト締結の技量の把握を行うため、特殊センサーボルトを用いて目標となる締付力に対し、どれくらいの精度でボルトの締付け作業が行えるのかを確認す

バルカー技術誌る。ここで、フランジを締めつけたときのボルト軸力は、特殊セ

Figure5 トルク感覚実習装置

ンサーボルトから出力される電子信号をデータロガーによりボ

更に、過度な締付けや締付け不足が発生した場合の不ルト軸力に変換してPCのディスプレイに表示する。予め設定具合を確認する実技を行う。まず、Figure6のシール性実習

された目標のボルト軸力と作業結果を比較することができる。

装置により、シールに必要なガスケット面圧よりも低い面圧になるようにフランジを締付け、圧力ゲージにより圧力が調節されたエアーの漏れを体験することで、最適な締付条件の選択

Summer 2017の必要性を理解する。次にFigure7の圧縮破壊実習装置により、過度な締付を行ったときの問題を体験し、理解する。

No.33

Figure 4 フランジ締付実習装置

その後、Figure5に示すトルク感覚実習装置を用いて、受講者の締付の特性や力加減を把握して、ボルトの締付作業にバラツキが無くなる迄反復練習を行う。トルク感覚実習装
置ではソケット口に締付工具を設置し、作業者の態勢や力加減での締付トルクをディスプレイに表示する。

Figure 6 シール性実習装置

更に、ガスケットの温度特性であるクリープ現象を体験し理解する装置や配管のアライメントを再現し問題と対策を体験し理解する装置など上記の他にも現場で注意しなければならないカリキュラムも構築している。

17

技術論文

5. おわりに
これまでSTCをご活用頂いたお客さまから教育プログラム
として継続的にトレーニングを続けたいとのご評価をいただいている。また、熱交換器などトラブルを起こしやすい機器のト
レーニングを追加してほしいなどのご要望もあり、今後も継続
的にカリキュラムの充実を図っていく所存である。また、プラン
トの定期修繕の現場でフランジ施工に従事する作業者全員を対象としたトレーニングに関するお問い合わせもいただいており、出張サービスの充実も検討している。
海外ではベトナムや中国で取り組んでいる公的機関との連
Figure 7

圧縮破壊実習装置

携を他国でも同様に広げ、展開していきたいと考えている。

トレーニングの最後に、Figure8に示す現場模擬締付実習

エンジニアリング・サービス』事業として、ITを活用した保守メ装置により、高所を想定し足場が狭い作業環境や締付対象

ンテナンスや異常診断などをパッケージ化したサービス体系

以外の配管により作業環境が狭所となる場合を再現し、締の構築を進めており、技能研修で得たニーズを反映させた

結技能を正しく習得できているか、適切に発揮できるのか有

サービス開発に取り組んでいる。

効性を確認している。

Summer 2017

このような当社の取り組みはプラントオーナーやプラントエン

バルカー技術誌

更に、当社は製品とサービスを融合させた『ハード＆シール

ジニアリング関連企業など多くのお客さまからご評価を頂い
ている。

No.33

Figure 8

現場模擬締付実習装置

村松 晃
Ｈ＆Ｓ事業本部

18

プラントにおけるフランジ締結体の締付け管理
1. はじめにり非石綿ガスケットへの代替えが必要となり、石綿ジョイント

このたび、日本バルカー工業株式会社が創業 90 周年を迎シートの代替えとしては、アラミド繊維などの有機繊維や無機

え、記念誌が発行されることを心よりお祝い申し上げますとと繊維を使用した非石綿ジョイントシートが第一候補として挙げ

もに、シール産業界を支えてこられた関係者の皆さまに対しまられた。しかしながら、石綿繊維は細く長く、繊維同士が強して、深く敬意を表します。

固に絡み合い繊維自身がガスケットの強度部材となっていたが、非石綿繊維は、繊維が太く、繊維同士の絡み合いが弱

バルカー技術誌

フランジ締結体における内部流体の漏えい防止技術は、

いため、バインダーであるゴムが強度を担う形となった。そのプラントの安定、安全操業に対し、非常に重要な位置づけでため、ゴムの耐熱温度を超える条件で使用すると、ゴムの硬ある。更に、プラントの連続運転の長期化、漏えいの排出規化による機能低下の懸念があった。そこで当社では、非石制による環境問題対応として、高い信頼性が求められる。信

綿ジョイントシートの温度に対する評価テストを行うこととした。

頼性を得るためにはFigure1に示す段階ごとでの技術や技

Figure2に試験ラインの概要図を示す。内圧 1.3MPa、量の確立が必要である。特にシートガスケットにおいては、石190℃のプラント蒸気ラインにテスト用配管を設置し、6 か月間

綿規制による非石綿化でふっ素樹脂系が主流となり、運転の負荷試験を実施した。試験期間中での目視による外部の中の挙動を考慮した締付力の設定と、その設定に応じた確

漏えいは認められなかったが、試験終了後の開放時、フラン

実な締付け作業、管理が重要である。

ジシート面より非石綿ジョイントシートガスケットを取り外す際にSummer 2017

本報では、非石綿化に伴う代替えガスケットの評価から、硬化により割れが生じた（Figure3）。この結果より高温でのふっ素樹脂系ガスケットの運転時の挙動を明らかにするため長期間の使用及び、増締めが出来ず、代替え不可と判断しの共同研究内容、及び適正な締付け管理を行うための当社た。また、本試験では、同時に他種類のガスケットを装着しの認証制度について紹介する。

たが、膨張黒鉛系はフランジシート面への固着があり、取扱い性が悪いことより代替え不可と判断した。一方、ふっ素樹
脂系については、外観上大きな問題はなく、代替えの第一候補とした。

No.33

Figure2

試験ライン概要

Figure3

取り外し品

3. ふっ素樹脂系ガスケットの挙動確認試験
ふっ素樹脂系シートガスケットは、非石綿化以前から、耐Figure1

締結体の管理概念

薬品性の高いガスケットとして使用していた。ふっ素樹脂特有のフローにより締付力が低下する場合は増締めにより対応

2. ガスケットの選定
シートガスケットは、耐熱性、シール性、取扱い性、及びコスト面などにより主に石綿ジョイントシートガスケットを使用されていた。
2006 年に労働安全衛生法施行令を改正する法令により、一部を除き石綿等の製造、使用等が禁止された。それによ
19をしてきたが、増締めの要否や時期は経験則に頼るところが大きく、適正な維持管理を行うためには、それらの挙動を把握し適正な対応をする必要があり各種試験を行った。

寄稿3-1）試験装置
Figure4に試験概要図を、Table1に試験条件を示す１）。
締結ボルトに貼り付けたひずみゲージによりボルト軸力を測定し、ガスケット接触面積からガスケット面圧を算出した。このガスケット面圧が 25MPaとなるようにJIS B 2251（2008）
に従い締付けを行った 2）（以下、ボルト締結は同規格を準拠とする）。尚、ガスケットはNo.GF300を使用した。

Figure5

熱サイクル応力緩和試験結果

3-3）増締めの効果の確認う。増締めのタイミングとしては、運転スタート後の高温状態で行う場合と、定期修理などで停止した常温状態で行う場
Figure4

応力緩和試験概要図

Table1

応力緩和試験条件

合があり、それぞれについて効果の確認試験を行った。
Figure6に試験結果を示す。増締めにより残留面圧が高くなり、面圧保持の効果が確認された。増締めの時期につい

JIS 10K 50A RF

試験温度

200℃（24 時間リサイクル）ては、高温状態で実施した方が、常温状態で実施するよりもガスケット

V/NO.GF300
材質：SS400
シール面粗度：Rz＝14.4μm（Ave.）
寸法：M16×4 本
材質：SS400

残留面圧が高い結果となった。これは、高温状態では、ガ

フランジ
ボルト
（ひずみゲージ付）

3-2）熱サイクル応力緩和試験

スケットの剛性が低下し、フローさせながらの締付けとなるた
め、増締め後のフローが少なくなり、緩和が小さくなったと推測される。ただし、剛性が低下した状態での増締めは、圧壊強度も低下すると思われるため、締付力に注意する必要

電気炉にて200℃の加熱を行い、ガスケット面圧の経時変がある。高温状態での増締めより効果が低かったが、常温化を測定した。常温と、加熱条件として200℃一定にて加熱状態での増締めでも面圧保持の効果があり、運転スタート前し続けた場合と、200℃と常温の熱サイクルを負荷した場合のの気密テスト時の対応としては十分と判断される。

比較を実施した。なお、熱サイクルは24 時間で1サイクルとし、昇温が 2 時間、降温を約 3 時間とした。
Figure5に試験結果を示す。常温に比べ、温度を負荷す
ると面圧の低下は大きくなる。熱サイクルにおいては、降温時に大きな面圧低下が確認され、再加熱時に、ガスケット面圧は上昇したが、降温前の面圧までは回復しなかった。定期
修理後の運転スタート前は、常温状態（この試験での降温時）
で気密テストを実施し、漏れのないことを確認後スタート
準備に入るため、降温による面圧低下量が多い場合は、面圧を回復させる対応が必要である。また、頻繁に熱サイクル

Figure6

増締め効果確認試験結果のある箇所については、徐々にガスケット面圧が低下するため、同様に面圧を回復させる必要がある。

Summer 2017

試験寸法

バルカー技術誌

面圧が低下した場合の対応として、一般的に増締めを行

4. 社内認証制度
フランジ締結体の挙動を把握し、すべてについて定量的な締付け管理を行い、管理された方法で締付けを行うことが理想だが、管理するための工具や測定の費用、工期等により対象を絞り込んでいる。そのため大多数のフランジ締結体
20

No.33

プラントにおけるフランジ締結体の締付け管理の締付けは作業者の技量や経験に基づいて行われている。
過去よりガスケットの仕様を間違えて装着、締付け不足や片締め等により不具合があり、当社ではガスケット作業主任者認定制度を制定し運用している。Table2に認定講習内容を示す。試験に合格したガスケット作業主任者は、ガスケット装
着作業において、作業者を指揮、指導、監督し、自ら装着
後の最終確認を行うことにより、ガスケット装着についての責任を有し、ガスケット作業主任者不在でのガスケット装着作業を禁止している。現在までに約3,000 名がガスケット作業主任者として認定された。不具合発生防止に一定の効果はあると思われるが、認定講習は全て座学教育であり知識の向上は望めるが、技能に関しては現場での経験に頼るところが大バルカー技術誌

Summer 2017
No.33

きかった。しかしながら現場の経験だけでは、弾性相互作用

Figure7によるボルト軸力の低下や締付け姿勢による締り具合の違いは理解しているが、ボルト軸力値やトルク値がどのタイミング

講習会風景

5. おわりにで、どのように影響しているかを数値等で可視化することが熟練作業者の高齢化による引退や若手作業者の職場離できない問題があった。そこで、モバイル・トレーニング・シス

れ等によりフランジ締結作業への従事作業者の減少や、技テムの一部を当社水島事業所に持ち込み、作業者向けに実術・技能レベルの低下が現実のものになってきている。今後

技講習会を実施した。実技講習会風景をFigure7に示す。

は、熟練作業者に依存しなくても適正な締付け管理が行え

内容は、フランジ締付け技量評価、トルク感覚トレーニング、る仕組みが必要と考える。例えば、シール施工管理システム

ボルト整備の重要性の理解、圧壊しやすいガスケットの理解を利用すれば、自動締付工具でプログラム化された締付けの4 種類で、現場経験のない新入社員や経験年数 30 年の手順通りに、設定したトルク値で自動的に締付けが可能なた

熟練工など、43 名が受講した。受講後の感想は、良く理解

め、締付け作業の初心者であっても適正な締付力で手順通できた・理解できたが 90％を超え、ボルト軸力の変化が可視

りの締付けが可能となる。

化され分かりやすい等好評価が得られ、非常に効果があっ

本報で紹介した教育や認証制度、モバイル・トレーニング・

たと感じた。今後、本システムを活用した当社の認定制度へシステムを利用した講習会等によりレベル維持に努めながら、の織り込みを検討していく。ただし、今回のカリキュラムでは新しいシステムを導入することで、より信頼性の高い漏えい

1日40 名程度の受講となるため、定期修理時期などの数百防止技術を追求したい。

人の受講を想定した場合、カリキュラムの内容や装置複数化等の検討が必要である。
Table2

認定講習の内容

１．ガスケット作業者の責務
２．ガスケット誤装着防止教育
・ガスケットの種類と取扱い
・圧力レーティングとフランジ規格
・プラント毎のボルト規格
・芯、片締め確認要領
・締付け要領（周回締め）
・検収及び記録の提出
3．石綿ガスケットの取扱い
4．過去のトラブル事例
5．確認試験

6. 参考文献
1）野々垣 肇，山邊 雅之，森本 吏一：ガスケット締結体の応力緩和特性，配管技術．Vol.52.No.7，p28（2010）2）
フランジ継手締付方法，JIS B 2251（2008）

森本 吏一
三菱ケミカル株式会社
水島事業所 設備技術部
機械２グループ21

テクノロジーニュース 直近のバックナンバー
No.32 Spring 2017
【創業 90 周年特集】
●ご

挨

拶

●創業 90 周年特集号の発行によせて

常務執行役員● 90 周年特集号発刊にあたって
稿●技 術 論 文

利一

研究開発本部長 青木睦郎

兼バルカーテクノロジーニュース創業 90 周年特集編集委員会●バルカーの技術と顧客価値の変遷●寄CEO 瀧澤代表取締役社長

シニアフェロー 西田隆仁

日本バルカｰ工業創業 90 周年特集号に寄せて広島大学名誉教授澤
進化するガスケット及びシーリング技術
沼津工業高等専門学校 機械工学科 小林
バルカー創業 90 周年おめでとうございます日本バルカー工業株式会社 元取締役技術本部長 岩根
バルカーテクノロジーニュース 90 周年特集号の発刊によせて
日本バルカー工業株式会社 元常務取締役（技術・事業開発担当）
森
CTO 時代の思い出
日本バルカー工業株式会社 元 CTO 黒田

俊行
隆志
孝夫

PTFE に充填材を添加した材料の種類と用途の紹介
研究開発本部

PTFE 加工品の精度と成型品の方向性の解説

開発部

嘉昭
博之

機能樹脂製品開発グループ 和田 陽一郎

研究開発本部

開発部

機能樹脂製品開発グループ 樹脂第３チーム 川井

研究開発本部

開発部

機能樹脂製品開発グループ 樹脂第３チーム 太田

成子
伸幸

シール・クイック・サーチャー（SQS）の紹介と活用方法（ガスケット編）
営業本部 テクニカルソリューショングループ 江西
		
シリンダ用ピストンシールシステムの鳴きトラブルの原因と解決方法 研究開発本部 開発部 高橋
研究開発本部 開発部 岡﨑
Ｏリングの固着トラブル要因と解決法
PTFE 系ガスケット付きボルトフランジ締結体の高温・長期特性評価 研究開発本部 開発部 佐藤

俊彦
謙一
雅則
広嗣

●技 術 年 表

No.31 Summer 2016
【カスタマー・ソリューション特集】
●ご

挨

●解

拶
説

●技 術 論 文

研究開発本部長 青木睦郎

部長 池田隆治

ガスケットの締付けトラブルとその対策研究開発本部 開発部 藤原
研究開発本部 開発部 濱出
大口径グランドパッキンの装着トラブル事例と装着指針
高圧ガス、高揮発性液体によるブリスタートラブルの原因と解決方法 研究開発本部 開発部 圖師
研究開発本部 開発部西O -リングの転動トラブル要因と解決法
研究開発本部 開発部 機能樹脂製品開発グループ 樹脂第１チーム 沓澤ライニング配管トラブル事例
研究開発本部 開発部 機能樹脂製品開発グループ 樹脂第３チーム 太田
ＰＴＦＥ線膨張係数解説

隆寛
真人
浩文
亮輔
義文
伸幸

常務執行役員カスタマー・ソリューションと評価技術

研究開発本部

開発部●寄
稿 一般産業機械用油圧シリンダの特徴と使用されるシールシステムのトラブル、 MRO 市場への対応
㈱ＴＡＩＹＯ 油圧機器本部 技術統括部 上田 利典
		

No.30 Winter 2016
【日本の主要産業を支えるエラストマー製品特集号】
●ご

挨

拶

●日本の主要産業を支えるエラストマー製品特集号の発行にあたり●技 術 論 文●製 品 の 紹 介

CEO 瀧澤利一

研究開発本部長 青木睦郎

開発部 山下純一
晃広

代表取締役社長
常務執行役員

高圧油圧用シールシステム
回転用低トルクシール
耐放射線性エラストマー製品の展開
産業機器用エラストマー製品
飲料市場用エラストマー製品
高機能パーフロロエラストマー製品

兼研究開発本部
研究開発本部

高機能 EPDM

H3070

H0880

開発部 永野研究開発本部

開発部

研究開発本部

開発部

研究開発本部
研究開発本部

鈴木憲
南暢
開発部 岡﨑 雅則
開発部 大住 直樹
22近年の様々な環境規制に伴い、ガスケットの種類

及びその材料は大きく変容し、
ボルト締めフランジ継手の設計基準にも大きな動きが見られます。

そ う し た 技 術 的 情 況 を 受 け 、 J I S B 01 1 6

パッキン及びガスケット用語 も37年ぶりに全面改正されました。

このほど当社が刊行いたしました 現代ガスケット

概論 は、JIS用語規格改正に至った技術的背景をたどるとともに、ガスケットとボルト締めフランジ継手 の 技 術 的 基 礎を分かり易く説 明した初めてのガスケット解説書 と言えるもので、ガスケットにかかわる多くの方々の参考になると信じております。

西田隆仁

■本社
（代）
■M・R・T センター
■奈良事業所☎（03）5434-7370☎（042）798-6770☎（0747）26-3330

Fax.（03）5436-0560
Fax.（042）798-1040
Fax.（0747）26-3340●札幌営業所●仙台営業所●日立営業所●京浜営業所●豊田営業所●名古屋営業所●北陸営業所●彦根営業所●大阪営業所●姫路営業所●岡山営業所●中国営業所●周南営業所●松山営業所●北九州営業所●長崎営業所●高崎駐在所●厚木駐在所●富士駐在所●四日市駐在●堺駐在所●広島駐在所●宇部駐在所●熊本駐在所●延岡駐在所●大分駐在☎（011）736-5620☎（022）264-5514☎（0294）22-2317☎（045）444-1715☎（0566）77-7011☎（052）811-6451☎（076）442-0522☎（0749）26-3191☎（06）6265-5031☎（079）241-9827☎（086）435-9511☎（0827）54-2462☎（0834）27-5012☎（089）974-3331☎（093）521-4181☎（095）861-2545☎（027）341-8469☎（046）401-1554☎（0545）87-2757☎（059）353-6952☎（072）227-1680☎（082）250-7551☎（0836）31-2727☎（096）364-3511☎（0982）92-0193☎（090）2502-6125

Fax.（011）736-5621
Fax.（022）265-0266
Fax.（0294）24-6519
Fax.（045）441-0228
Fax.（0566）77-7002
Fax.（052）811-6474
Fax.（076）442-0523
Fax.（0749）26-7503
Fax.（06）6265-5040
Fax.（079）241-8571
Fax.（086）435-9512
Fax.（0827）54-2466
Fax.（0834）22-5166
Fax.（089）972-3567
Fax.（093）531-4755
Fax.（095）862-0126
Fax.（027）341-6717
Fax.（046）401-1553
Fax.（0545）87-2213
Fax.（059）353-6950
Fax.（072）227-1681
Fax.（082）256-8623
Fax.（0836）32-0771
Fax.（096）364-3570
Fax.（0982）92-0192
Fax.（097）555-9340

夏号

No.33
Summer 20172017年8月31日■株式会社バルカーテクノ（03）5435-0264●本社・東京営業所 ☎（03）5434-7520 Fax.

●大 阪 営 業 所 ☎（06）4801-9586 Fax.
（06）
4801-9588●福 山 営 業 所 ☎（084）941-1444 Fax.
（084）
943-5643