製品の紹介

優れた耐熱性を有する
マイカフィラーうず巻形ガスケット
No.M590シリーズ
シールマーケティング開発本部

シール開発グループ

黒河真也
バルカー技術誌

Requirements for seal materials with high heat resistance have dramatically increased recently due factors
including the yield improvements in cracking furnaces in petrochemical plants and more efficient operation ofthermal power generation. Since 2006, we have sold spiral wound gaskets using mica filler with outstanding
heat resistance. This product is popular to users as seal material for high temperature fluid. Features of ourmica product are outstanding high temperature resistance and our not using glass fiber cloth which is inferior insteam resistance. Once again, we would like to introduce the mica filler spiral wound gasket.

Summer 2012

Keywords:
heat resistance, spiral wound gasket, mica filler

1. はじめに維のクロスを用いたものが一般的である。

うず巻形ガスケットは、高温高圧用として設計されたセミメタをおこし強度低下することが知られており、また、バインダールガスケットであり、優れたシール性や耐熱性と高い信頼性かとのぬれ性が悪いため微小な空隙ができやすく、この空隙がしかし、ガラス繊維は、高温水蒸気雰囲気下で重量減少

ら、石油化学、石油精製、造船、鉄鋼など、幅広い分野に漏洩経路となりシール性に影響する。そのため、耐蒸気性と使用されている。当社では2006 年より、耐熱性に優れたマイシール性を考慮するとガラス繊維を排除する必要があるが、カフィラーを用いたうず巻形ガスケットを販売しており、高温流

当社では、ガラス繊維を排除するために補強材を必要としな体のシール材としてユーザーにご好評いただいている。近年、いフィラー開発を行った結果、十分なフィラー強度を付与す

石油化学プラントにおける分解炉の高収率化や火力発電にるためマイカ粒子の形状を最適化し粒子同士を緻密に積層おける発電効率向上に伴い、耐熱性の高いシール材の必要化することにより、マイカフィラーうず巻形ガスケットに優れた性は飛躍的に高まっている。そこで改めて、耐熱性に優れた耐蒸気性とシール性を付与することができた。

マイカフィラーうず巻形ガスケットの製品紹介を行う。
２-2）耐熱性に優れたクロスレスマイカフィラー

2. 特徴２-1）ガラスクロスレスマイカフィラー
マイカは鱗片状の天然鉱物であり、その分解温度は900℃以上ときわめて高い耐熱性を有する。しかし、マイカ自身には本開発においては、ガラス繊維を使用しないだけでなく、粒子同士を結びつける結着材をも減らすことにも成功し、耐熱性能を左右する有機成分を大幅に低減することができた。
その結果、当社のマイカフィラーうず巻形ガスケットは、極めて優れた高温シール性を有するものとなった。

結着力がないため、マイカをフィラーとして加工するためには、結着材である有機成分とともに、補強材としてガラス繊
16No.23優れた耐熱性を有するマイカフィラーうず巻形ガスケット No.M590 シリーズ２-3）酸化性流体に適用可能
うず巻形ガスケットの高温用途の一つとして溶融塩系熱媒体（HTS）が挙げられる。HTSは、高温で用いられること、そ高圧ガスなどの高い密封性が要求される箇所にはNo.
M590Lシリーズ、HTSなどの酸化性流体にはNo.M590シリーズを推奨する。のため熱交換効率が高いこと、また消防法上非危険物扱いであることなど多くの利点がある反面、酸化性を有しているため、シールに用いる素材として膨張黒鉛や無機質フィラー材などでは劣化による漏洩リスクがある。このHTSに対しても、クロスレスマイカフィラーは酸化する成分を極限まで低減しており有用である。
Figure2

No.M590, No.M590Lシリーズ模式図（断面形状）

Table1 マイカフィラーうず巻形ガスケット品番

バルカー技術誌構造ライン入り製品

No.M590

No.M590L

No.M591

No.M591L

No.M592

No.M592L

No.M596

No.M596L

外輪付

内輪付

Summer 2012
No.23

マイカフィラー製品

基本形

内外輪付

Figure1

No.M590シリーズ外観

3. No.M590シリーズの用途
３-1）用途
石油精製、石油化学などの各種工業用配管フランジおよび各種機器接合部などに適用する。とりわけ、流動接触分

5. 製品寸法
JIS 10K～63K、JPI150lb～2500lbの他、ASMEなど各種規格管フランジ用に製作可能である。また、規格外フランジ用としてもTable2の範囲内で製作可能である。

解装置（FCC）やエチレンプラント、高温加熱蒸気ラインなどの高温環境を有する箇所や、HTSを熱媒体とする熱交換器やポンプ、バルブなどに適する。
３-2）適用流体

Table2

製作可能寸法
製作可能内径（mm）
最小最大

呼び厚さ（mm）（厚さ記号）
4.5（V）

102,5006.4（W）

300

2,500

クラッキング装置における熱分解ガスや加熱蒸気などの超高温流体や、酸化性溶融塩からなる熱媒体（HTS）などに適用する。

6. 使用可能範囲、設計資料
マイカフィラーうず巻形ガスケットの使用可能範囲をTable

4. 製品構成
フィラーを全てクロスレスマイカフィラーとしたうず巻形ガスケットNo.M590シリーズと、クロスレスマイカフィラーの中間部にバルカホイル®フィラーを巻き込んだライン入り製品 No.
M590Lシリーズがある［Figure2］。金属製内外輪の有無により、以下の通り品番を定める［Table1］。
173に示す。推奨締付面圧およびm, y値をTable4, 5に示す。
Table3

使用可能範囲最高使用温度（℃）

最高使用圧力（MPa）

75030

製品の紹介Table4７-3）No.M590Lシリーズの熱サイクルシール特性

m, y 値

ガスケット係数 m

最小設計締付圧力 y（N/mm2）

3.00

68.9

ガスシールの場合、上記 m, y 値によって求められるボルト荷重では十分な密封性が得られないことがあるため、最小締付圧力としてTable5に記載の推奨締付面圧を推奨する。JIS B 8265 付属書 3に基づき計算された締付力（Wm1およびWm2）とTable5の推奨締付面圧から計算した締付力とを比較し、最大の値以上で締め付けを行う必要がある。

Table5

ライン入り製品No.M596Lにおける600℃加熱後の熱サイクルシール試験結果をFigure4に示す。他社品は加熱直後から漏洩を示し加熱サイクルの増加に伴い漏洩量も増大しており、増締めの効果も乏しいが、No.M596Lは、熱サイクルを受けても長期間密封状態を保持しており、他社品と比較して優れたシール性を示すことが確認された。

推奨締付面圧

推奨締付面圧（MPa）
70
内部流体圧力によるオープニングフォースは考慮されていない一般的な条件で必要な面圧である。

7. 特性評価
バルカー技術誌

７-1）
フィラー加熱劣化試験（マイカフィラー）
各種フィラーを空気中で600℃に加熱し、その後の重量減少率を測定した［Table6］。マイカフィラーは加熱による重量減少が軽微であり、耐熱性に優れていることが確認された。
Table6 フィラー加熱劣化試験結果
空気中 600℃×96Hr
重量減少率（%）

クロスレスマイカ

1.9

他社マイカ

4.8

他社バーミキュライト

6.0

Figure4

No.M596L 熱サイクルシール試験結果

７-4）
フィラーの HTS 耐性
各種フィラーを400℃に加熱したHTS へ浸漬し、その後の7-2）No.Ｍ５９０シリーズの熱サイクルシール特性
全量マイカ製品 No.M596における600℃加熱後の熱サイ
クルシール試験結果をFigure3に示す。他社品は加熱後に劣化状態を確認した［Table7］。クロスレスマイカフィラーは
HTS 浸漬後も形状を保持し劣化状況は軽微であったことから、耐酸化性に優れていることが確認された。

大きな漏洩を示し、増締めの効果も乏しいが、No.M596はTable7 フィラー劣化試験結果

他社品と比較して優れたシール性を示しており、他社品と比較して高温シール性に優れていることが確認された。

フィラー材料HTS 中 400℃×96Hr
劣化状態

クロスレスマイカ

良好
形状保持

他社マイカ

不良破壊７-5）HTS 浸漬試験（No.M590シリーズ）
フランジ締結体の内側に流体としてHTSを封入し、420℃加熱下でHTSに加圧した際の漏洩有無を評価した［Figure5、Table8］。No.M590ではHTSの漏洩が見られず、酸化性流体への耐性が高いことが確認された。
Figure3

Summer 2012

フィラー材料

No.M596 熱サイクルシール試験結果

18No.23

優れた耐熱性を有するマイカフィラーうず巻形ガスケット No.M590 シリーズ

9. おわりに今回紹介したマイカフィラーうず巻形ガスケットは、優れた高温シール性と酸化性流体への適性を有しており高温環境で使用可能とした製品である。危険性の高い領域でこれまでに無い高いパフォーマンスを発揮するハイグレードガスケットになったと自負している。
今後ともユーザーの抱える困難な課題の解決に貢献をしていきたい。

バルカー技術誌

Summer 2012
No.23

Figure5

HTS 浸漬試験概要図

Table8

HTS 浸漬試験結果

フィラー材料

漏洩痕跡

クロスレスマイカ

漏洩なし

他社マイカ

漏洩あり
試験条件
試料寸法：JIS 10K-25A
締付面圧：初期締付 68.6MPa → 41.2MPaに強制緩和
浸漬液 ：HTS（硝酸ナトリウム・硝酸カリウム・亜硝酸ナトリウム混合物、融点 142℃）
加熱条件：420℃×144 時間

8. 実績
マイカフィラーうず巻形ガスケットの使用実績をTable9に示す。FCCやエチレンプラントなど600℃を超える事例も多く、高温蒸気やHTS 用機器の実績もあり、高温用ガスケットとして十分な実績がある。
Table9 マイカフィラーうず巻形ガスケット使用実績
プラント名・
製品コード
温度
使用期間＊
使用状態
設備名
No.M596L

RFCC 設備

No.M596L

FCC 設備

No.M596L

エチレンプラント

No.M596L

エチレンプラント

No.M596L

エチレンプラント

No.M596Lボイラー

No.M596L
No.M596

無機繊維製造ライン
HTSポンプ

600℃
400650℃
700℃
350500℃
500℃
400℃
以上

1 年で定期交換

良好

数ヶ月使用中良好

不明

良好

4ヶ月で定期交換

良好

1年10ヶ月使用中良好

11ヶ月使用中

良好

650℃

1 年 2ヶ月使用中

良好

420℃

2年～6年使用中良好＊2012 年 4月現在

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