冷媒ガスのシール材質

Question

HFC134の冷凍機のテストベンチを設計しています。
コンプレッサー→コンデンサー→エキスパンションバルブ→エバポレーターの
循環系です。
連続運転時間は1000時間程度で試験終了後、コンプレッサーを取り外し、
磨耗を確認します。
各機器の継ぎ手は何を使用するのが適当でしょうか？
コンプレッサーの回転軸シールにはHNBRのリップシールを使用しているようですので、ゴムのガスケットを使用したフランジ継ぎ手でも実用上シールできるのでしょうか？設計圧力は4MPaですので相当するRFフランジを使用したいと思っているのですが。
ねじ込み継ぎ手についてはスリーボンド1119のような硬化してフッ素ゴムになるシール剤を使えば使用できないものでしょうか？

Accepted Answer

基本的にはガス透過のあるガスケットシールではなくメタルシールの継手を使ったほうがいいと思います。

配管が細い(25A以下)ならSwagelokやフジキンのダブルフェルール式継手が確実性が高いと思います。
継手価格は高いですが施工性が良く(溶接不要)、漏れにくく、再取付も可能です。

他だとエアコンなどではフレア継手が多用されています。

加圧状態での付け外しがあるならEaton社のエアロクイップ継手(ねじ式)が良くつかわれるようです。
(4Kヘリウム冷凍機の場合5400シリーズが多用されています。)

ねじ込み継手については

冷媒ガスの場合、ゴムに対する攻撃性が高いものがあります。HNBRはその中で比較的耐性が強いので冷媒ガスシールではよくつかわれます。
逆にフッ素ゴムは耐性が無いのでお勧めできません。

高放射線量環境のような特例を除けばPTFEテープが使えないというのはあまりないと思います。
ただ、テープだと漏れやすいのでPTFE配合の配管用液体ガスケットの方がいいかもしれません。(ヘンケルとかスリーボンドに相談してください。)

>取り外し頻度の高いところはフランジの方が親切かなと考えていました。

作業的にはダブルフェルール継手の方が楽だと思います。

再取付手順
ダブルフェルール：ナット1個を指締めした後少し増し締め。
フランジ：4本以上のボルトナットを均等に締め付け

フランジだと配管が邪魔で(ナットが見えない)工具の向き調整がストレスになったりします。

取り外し頻度が多いならマイナーなものですがSwagelokのVCO継手も検討の価値があるかもしれません。
太い配管ならOリングを使うユニオンとかも使えそうです。

Answer

フランジの強度計算をした経験があれば直ぐに判るが、RFであることからリング
パッキン(内パッキン）として使用する場合には、フランジには曲げ応力が発生
する。従って使用するパッキンにより係数も変わり強度計算にも影響があります

パッキン（ガスケット）については使用流体と使用圧力と使用温度を明記すれば
ガスケットメーカー（バルカーorニチアス等）が選定の手助けをしてくれます
しかし最後に決めるのは設計である貴殿しかいませんし、メーカーは決めないね

軸封にHNBRを使っているからといってフランジも同じとは決して言えないだろう
常識的には・・・疲れるね・・・ゴムのガスケットで4MPa？あり得ないと思うが
もしかして私の常識が常識外であるのかも知れないので御自分で調べることだ

ねじ込み継ぎ手では、専用のシール材が同じく使用環境に応じて用意されている
一般的にはシールテープ（ソフトテフロン？）で補助的にシール材を塗布して
ねじ込むことで漏れの無い施工が可能になる。こんなのは一般常識だろう？

初めは誰だって何も知らない素人だ。ソレをほっておいたら何時までも同じで
進歩がありません。積極的に好奇心旺盛にメーカーに直接電話するなり聞けば
それだけで人よりも一歩抜きん出ることにもなるし技術的にも進化できるだろう

冷媒ガスのシール材質について