極度の温度や腐食性媒体に対応するバックアップOリング

この記事では、現場と実験室での経験に基づき、適切に設計されたバックアップOリングがどのようにはみ出しを防止し、極端な温度や腐食性の高い媒体におけるシール不良を低減するか、そして用途に適した材料と溝形状の選定方法について解説します。業界標準とメーカーデータを参照することで、油圧シリンダー、回転軸、高温化学環境における選定の妥当性を検証できます。

Oリングの押し出しとバックアップリングの理解

押し出しとは何か、バックアップOリングがなぜ重要なのか

Oリングの押し出しは、エラストマーOリングが圧力下でグランドと嵌合面の間の隙間に押し込まれることで発生し、急速な摩耗や重大な故障を引き起こします。バックアップリングは、Oリングに隣接して設置される非エラストマーまたは半剛性の部品で、この隙間を塞ぎOリングを支える役割を果たします。特にアスペクト比の低いグランドや高圧用途では、この効果が顕著です。油圧および化学シーリングプロジェクトにおける私の経験から、適切に選択されたバックアップOリングは、耐用年数を延ばし、予期せぬダウンタイムを回避できることが分かっています。

バックアップOリングを指定する場合

バックアップリングは、以下の条件のいずれか、あるいは複数に該当する場合に推奨されます。システム圧力が20～30barを超える場合（材質とグランドの設計によって異なります）、動的シール（往復または回転運動）、グランドが薄い、またはクリアランスが大きい場合、あるいは高温でより柔らかいエラストマーを使用する場合です。Oリングの基礎知識と適用範囲に関するガイダンスについては、パーカー社のOリングハンドブックが参考になります（パーカーOリングハンドブック）、またWikipediaではOリングの使用と故障モードに関する一般的な概要が提供されています（Oリング — Wikipedia）。

バックアップリングの種類と一般的な材質

バックアップリングには、様々な形状（平型、ダブテール型、スパイラル型、スプリット型）と材質があります。最も一般的な材料は、PTFE（バージンまたは充填材入り）、ナイロン（ポリアミド）、そして特定の用途向けにPEEKやUHMWPEなどの熱可塑性プラスチックです。PTFEは、幅広い耐薬品性と耐熱性を備えているため広く使用されていますが、ナイロンなどのポリマーは、コストと剛性が求められる場合に使用されます。私は、押し出し耐性、熱安定性、摩擦、そして耐薬品性のバランスを考慮しながら選定しています。

極度の温度に耐えるバックアップOリングの選択

材料の温度範囲と限界

バックアップOリングの選定において、耐熱性は重要な要素です。エラストマーは使用温度範囲外では劣化または硬化するため、バックアップリングの材質は想定される温度範囲以上でなければなりません。以下は、一般的なエラストマーとバックアップ材料の、典型的な連続使用温度における比較です。これらの範囲は業界標準値であり、具体的な化合物については、必ず材料サプライヤーのデータシートをご確認ください。

実践からのインストールのヒント

バックアップリングを取り付ける際は、シールが過度に伸びていないこと、スプリットリング／スパイラルリングが正しい向きになっていること、そして潤滑剤が化学的不適合性を引き起こさないことを確実にします。ダイナミックシールについては、アライメントと表面仕上げに特に注意を払います。組立チームに適切なトレーニングを行うことで、挟み込みや切断による不具合を削減し、耐用年数を短縮します。

Polypac: カスタムバックアップOリングソリューションと機能

私たちは誰で、なぜ私たちは際立っているのか

ポリパックは、シール製造、シール材開発、そして特殊な作動条件に対応するカスタマイズされたシールソリューションを専門とする、科学技術に裏付けされた油圧シールメーカーおよびオイルシールサプライヤーです。2008年の設立以来、充填PTFEシール（ブロンズ充填PTFE、カーボン充填PTFE、グラファイトPTFE、MoS₂充填PTFE、ガラス充填PTFE）の製造からスタートし、NBR、FKM、シリコン、EPDM、FFKM製のOリングへと事業を拡大してきました。国内外の大学や研究機関との長期的なパートナーシップに基づき、材料配合と試験方法の継続的な改善に努めています。

工場規模、設備、技術提携

PolypacのカスタムゴムリングおよびOリング工場は、10,000平方メートルを超える敷地に8,000平方メートルの工場スペースを有しています。当社の生産設備および試験設備は、業界最高水準を誇ります。中国最大級のシール製造・開発企業として、国際基準に準拠した研究開発および試験プロトコルを継続的に実施しています。この規模と高度な技術力により、標準的なバックアップOリングソリューション、特殊PTFEバックアップリング、そして極度の温度環境や過酷な化学環境にも対応できる完全カスタマイズシールを供給できます。

競争上の差別化と製品範囲

Polypacの強みは、材料開発（充填PTFEを含む）、精密製造、そしてカスタマイズといった統合的な能力にあります。Oリング、ロッドシール、ピストンシール、エンドフェイススプリングシール、スクレーパーシール、ロータリーシール、バックアップリング、ダストリングなど、幅広い製品ラインナップを取り揃えています。高温環境や化学的に腐食性の高い環境での押出成形に問題を抱えるお客様には、ラボおよびフィールドテストで検証済みのエンジニアリングされた組み合わせ（FFKM Oリングと充填PTFEバックアップリングの組み合わせなど）をご提供いたします。トレーサビリティと文書化に重点を置くことで、OEMおよびエンドユーザーの認定プロセスをサポートします。

特注のバックアップ O リング設計 (材料の選択、溝の図面、テスト計画など) が必要な場合、Polypac はプロトタイプから製造までサポートし、コンプライアンスおよび調達チームにデータを提供できます。

よくある質問（FAQ）

1. バックアップ リングと O リングの違いは何ですか?

Oリングは弾性シール要素であり、変形することで主要な流体バリアを形成します。バックアップリングは、Oリングに隣接して配置される非弾性または半剛性の部品で、特に高圧または高温下での隙間へのはみ出しを防ぎます。バックアップリング自体はシール機能を果たしませんが、Oリングを保護し、その寿命を延ばします。

2. 回転アプリケーションでバックアップ リングを使用できますか?

はい。スパイラル型またはスプリット型のPTFEバックアップリングは、取り付けや動的挙動に軸方向の柔軟性が求められる回転軸によく使用されます。適切な設計により摩擦と摩耗が低減されるため、高速回転や低潤滑条件下での試作テストをお勧めします。

3. PTFE は常にバックアップ リングの最適な材質ですか?

PTFEは、その不活性性と熱安定性から、高温および化学的に腐食性の高い環境に最適な選択肢となることがよくあります。しかし、PTFEは形状によっては剛性が低く、コールドフローを起こす可能性があります。そのため、特定の高圧用途では、充填剤入りPTFEまたはPEEKが適している場合があります。材料の選択は、想定される圧力、温度サイクル、および媒体に対して検証する必要があります。

4. 既存の O リング溝に合わせてバックアップ リングのサイズを決めるにはどうすればよいですか?

バックアップリングのサイズは、溝の寸法、Oリングの断面積、および想定圧力によって異なります。該当する場合は、サプライヤーの寸法表とISOの推奨事項に従ってください。後付けの場合は、溝のクリアランスを正確に測定し、バックアップリングメーカーの取り付け手順を参照して、干渉を回避し、適切なはみ出し防止を確保してください。

5. バックアップ リングのパフォーマンスを確認するには、どのようなテストが必要ですか?

対象流体における加速劣化試験、実負荷をシミュレートするための圧力サイクル試験、および試験後の寸法検査（変形またはコールドフロー試験）を実施する必要があります。動圧シールについては、速度、荷重、温度サイクルを再現する耐久試験を実施してください。サプライヤーには、完全な試験報告書と材料証明書の提出を依頼してください。

6. ポリパックでは、特殊なシーリング問題を抱える顧客をどのようにサポートしますか?

Polypacは、カスタム材料の開発、試作製造、ラボ試験、そして長期的な技術サポートを提供しています。お客様と連携し、要件定義、適合性試験および耐久性試験を実施し、フィールドパフォーマンスが期待通りになるまで設計を反復的に改善します。工場と研究開発部門の連携により、極限温度や腐食性の高い媒体を使用するアプリケーションにおける迅速な問題解決を実現します。

お客様のアプリケーションに合わせたバックアップOリングソリューションに関するコンサルティング、図面、材料証明書、またはお見積もりをご希望の場合は、Polypacまでお問い合わせください。技術サポートと製品オプションについてご説明いたします。製品ラインナップをご覧いただくか、お見積もりをご依頼いただき、Polypacのエンジニアリングチームとプロジェクトを開始してください。

シーリングの課題についてご相談いただくか、サンプルやテスト レポートをご希望の場合は、当社までお問い合わせください。当社は、お客様のアプリケーションに最適なバックアップ リングと O リング システムの指定をお手伝いいたします。