石油化学製 PP ダイヤフラム圧力計のダイヤフラムと上部シェルと下部シェルの間のシールをどのようにして無傷に保つことができるのでしょうか

石油化学産業の厳しい環境では、生産とプロセスの制御を保護するために圧力測定機器の信頼性が最も重要です。ポリプロピレン (PP) 製のダイヤフラム圧力計は、腐食性媒体を扱う際の優れた耐食性により広く採用されています。しかし、中心的な課題は、非金属 PP ダイアフラムと上部および下部の金属または非金属ハウジング (上部および下部フランジ/本体) の間の確実な接続シールをどのように保証するかにあります。このシールは、高温、高圧、および激しい化学的攻撃の条件下でも、耐久的に安定し、故障しない状態を維持する必要があります。そのためには、精密工学設計と材料科学を深く統合する必要があります。

I. 精密な幾何学的設計: 応力分散の最適化

シールの破損につながる主な課題 PP製ダイヤフラム圧力計 材料のクリープと熱膨張差です。熱可塑性プラスチックである PP の機械的強度と熱安定性は金属よりも劣ります。したがって、シール接続は、その幾何学的構造を通じて自己適応とバランスの取れた力の分散を達成する必要があります。

1. ロッキングリングとサポート構造

高品質の PP ダイヤフラム圧力計は通常、複数のロック リングとテーパー溝またはダブテール溝を備えています。上部ハウジングと下部ハウジングは、ダイヤフラムの端に正確に一致する凹みチャネルを形成し、限られたスペース内でダイヤフラムの周囲をロックします。この設計により、次のことが保証されます。

• 半径方向の拘束: 圧力または温度の変化によるダイアフラムの半径方向の変位を効果的に制限します。

• 軸方向の予圧: ボルトの予圧を均一に適用すると、溝内のダイヤフラムに計算された初期シール圧縮が生じます。

• 応力集中の低減: 特にボルト穴の周囲の鋭い応力集中ゾーンを回避し、シールの緩和につながる長期の圧力による PP 材料の塑性変形やクリープを防ぎます。

2. 予圧力とボルト配置

接続ボルトの数、間隔、予圧力は、シールを成功させるための重要な要素です。専門メーカーは、ダイヤフラムの直径と最大使用圧力に基づいて、必要な最小シール応力を正確に計算します。均一な斜め十字締め手順とトルク レンチの使用を組み合わせることで、各接続ポイントに一貫した予荷重が確実にかかります。予圧が不均一であると、局所的な漏れ経路が形成される可能性があります。

II.先端材料科学: 熱と腐食の課題を克服

PP ダイヤフラム圧力計の長期的なシールの信頼性は、PP の材料特性、ガスケットの選択、充填流体の特性を正確に制御することに大きく依存します。

1. PP材料のクリープ制御

クリープは、持続的な荷重下での時間の経過に伴う PP 材料の永久変形です。高温、高圧の石油化学条件では、クリープによってシール応力緩和が引き起こされ、最終的に漏れが発生する可能性があります。クリープ対策には次のようなものがあります。

• 強化 PP (例: ガラス繊維強化): 重要な応力に耐えるコンポーネントの場合、材料の剛性、硬度、および熱変形に対する耐性を大幅に強化するために、ガラス繊維強化ポリプロピレン (GFPP) がよく使用されます。

• 構造的な厚さの最適化: 上部ハウジングと下部ハウジングの接続領域の材料の厚さを増やすことで、圧縮や変形に対する全体的な耐性が強化されます。

2. ダイヤフラムとシール面の完全な一体化

PP 素材自体に固有の微細な粗さと弾性の欠如を補うために、PP ダイヤフラムとハウジングの間に複合シール構造が採用されることがよくあります。

• 自己潤滑性ガスケットまたは弾性ガスケット: 耐食性と高弾性 PTFE (ポリテトラフルオロエチレン) シールワッシャーまたは FKM (フルオロエラストマー) O リングをダイヤフラム接続端の上下に埋め込むことができます。これらの補助シール要素は、高い予荷重がかかると、微細な空隙をより適切に充填し、二重または三重のシールを保証します。

• 表面仕上げ: ダイアフラムと接触する PP ハウジングの接触面は、非常に高い表面仕上げ (たとえば、Ra 0.8 以下) を達成する必要があります。これにより、漏れ経路が最小限に抑えられ、初期シールの気密性が保証されます。

3. 充填液の役割

充填液 (シリコン オイルなど) の主な役割は圧力伝達ですが、気泡のない完全な充填状態は、ダイヤフラムの損傷を防ぎ、シールを安定させるために不可欠です。高品質の脱気および充填プロセスにより内部空隙が排除され、媒体が微細な欠陥に浸透する機会が減少し、間接的にシールの安定性が向上します。

Ⅲ．品質管理と標準化された専門家による設置

最適な設計と材料を選択した場合でも、厳密な製造公差管理と専門的な現場での取り付けが、シールが破損しないことを保証する最終的な安全装置として機能します。

1. 厳格な公差管理

製造中、上部ハウジングと下部ハウジングの嵌合寸法、特にダイヤフラムのロック溝の深さと幅は、業界標準よりも厳しい公差に従う必要があります。正確な幾何学的寸法のみが、所定のシール応力がダイヤフラム全体に均一に加えられることを保証します。

2. 専門的な設置ガイドライン

詳細で明示的なトルク仕様と取り付け手順をクライアントに提供する必要があります。これは、配管システムに取り付ける際のフランジの位置合わせとボルトの締め付け順序の重要性を強調しています。フランジの位置ずれやボルトのトルク不足など、現場での不適切な取り付けは、現場でのシール不良の一般的な原因です。

精密な幾何学的設計、強化された材料の適用、厳格な品質管理の実装を通じて、PP ダイヤフラム圧力計は石油化学環境における高温、高圧、腐食性流体の複合的な影響に効果的に耐え、ダイヤフラムとハウジングの接続シールの長期信頼性を保証します。