PTFEシール漏れのトラブルシューティング：一般的な原因
PTFEシールの故障メカニズムを理解する
PTFEは耐薬品性と低摩擦性からシーリング材として広く使用されていますが、材料選定、設計、設置、あるいは動作条件が用途に合致していないと、PTFEシールから漏れが発生します。この記事では、PTFEの漏れのトラブルシューティングに焦点を当てます。シーリングソリューション: 根本原因を特定し、テストで検証し、ダウンタイムと繰り返し発生する障害を削減する永続的な修正を適用する方法。
PTFEシーリングソリューションのトラブルシューティングが重要な理由
漏れには直接的なコスト（流体の損失、汚染、環境罰金）と間接的なコスト（計画外のダウンタイム、摩耗の加速）が伴います。PTFEは、表面エネルギーが非常に低く、低温流動性（クリープ）、弾性が限られているという特殊な特性を持つため、標準的なエラストマーのトラブルシューティングルールが必ずしも適用できるとは限りません。効果的なトラブルシューティングには、検査、測定、そして的を絞った是正措置を組み合わせた体系的なアプローチが必要です。
PTFEシーリングソリューションにおける漏れの一般的な機械的原因
PTFEシールの不具合の大部分は機械的な問題によるものです。確認すべき主な項目：
- 取り付け時の損傷：組み立て時の傷、折り目、切れ目は接触面積を減少させ、漏れ経路を作り出します。PTFEは弾性が低いため、エラストマーのように損傷箇所を覆い隠すことができないため、特に影響を受けやすいです。
- 押し出しと押し出し隙間: 高圧下では、PTFE が隙間に押し出される可能性があります。バックアップリングまたは、材料の押し出し限界を超える圧力に対しては、押し出し防止装置が必要になることがよくあります。
- 位置ずれと偏心: 軸方向または半径方向の位置ずれにより、均一なシール接触が妨げられ、局所的な応力と摩耗が増加します。
- 嵌合部品の表面仕上げと硬度：シャフトやハウジングに粗面や傷があると、PTFEが摩耗し、シール性能が低下します。推奨される表面仕上げと硬度はシールの種類によって異なりますが、基本的な機械的チェック項目となります。
トラブルシューティングの手順：アセンブリの損傷がないか目視検査し、ハウジングとシャフトの公差と振れを測定し、はみ出しの痕跡がないか確認します。はみ出しが目視できる場合は、バックアップリングを追加するか、寸法安定性の高い充填PTFEコンパウンドへの変更を検討してください。
PTFEシーリングソリューションを使用する際の材料と配合の問題
すべてのPTFEが同じというわけではありません。充填PTFE（青銅、炭素、グラファイト、二硫化モリブデン、ガラス）は、耐摩耗性、クリープ性、熱伝導性、摩擦性などの特性を変化させます。漏れの原因となる選定ミスには、以下のようなものがあります。
- 充填されていない PTFE を摩耗の激しい用途や高圧の動的用途で使用すると、冷間流動が発生し、摩耗が早まる可能性があります。
- 流体と反応したり、嵌合部品に対して研磨性を引き起こす充填材を選択します。
- 温度制限を無視すると、PTFE は高温で軟化し、有効なシール圧力能力が低下します。
表: 一般的なPTFEの配合、利点、および典型的な故障モード
| PTFEタイプ | 主な利点 | 典型的なアプリケーション | 一般的な故障モード |
|---|---|---|---|
| 充填されていないPTFE | 優れた耐薬品性、低摩擦 | 静的シール、化学グランド | 持続荷重下での冷間流動/クリープ、動的使用時の摩耗 |
| ブロンズ充填PTFE | 熱伝導性と耐摩耗性の向上 | 油圧ピストン、高負荷回転シール | 媒体に固形物が含まれている場合の粒子汚染摩耗 |
| カーボン充填PTFE | 耐摩耗性の向上、コールドフローの低減 | ダイナミックロッドシール（一部は往復式） | 潤滑油の損失は摩耗につながる |
| MoS2充填PTFE | 境界条件下での摩擦の低減 | 乾燥した環境や潤滑不良の環境 | 酸化雰囲気下での充填剤の高温劣化 |
| ガラス充填PTFE | より高い剛性と寸法安定性 | 高精度静的シール | 衝撃による脆さと微小亀裂 |
材料挙動に関する情報源としては、製造元のデータシートや PTFE の技術概要などがあります (参考文献を参照)。
PTFEシーリングソリューションに関連する熱的および化学的原因
PTFE は多くの流体に対して化学的に不活性ですが、高温または温度サイクルや特定の化学環境では漏れが発生する可能性があります。
- 高温になると圧縮強度が低下し、クリープが増加して接触圧力の低下や漏れが生じます。
- 熱サイクルにより、PTFE と金属部品の間に膨張差が生じる可能性があり、微小な隙間が繰り返し開くと摩耗や押し出しが発生します。
- 一部の強力なフッ素化剤または溶融アルカリ金属は、PTFE アプリケーションを攻撃する可能性があります (一般的な油圧ではまれですが、特殊化学プラントでは関連があります)。
トラブルシューティング：動作温度をPTFEグレードの推奨使用温度と比較してください。温度変化が頻繁に発生する場合は、充填PTFEまたはハイブリッドソリューション（弾性体で補強されたPTFE、または高温用に設計されたスプリング式シール）の使用をご検討ください。
信頼性の高いPTFEシーリングソリューションの設計と適用要因
設計ミスは漏洩の一般的な原因であり、長期的な信頼性を確保するために最も費用対効果の高い修正方法となることがよくあります。重要な設計チェック：
- シール断面積と予圧：PTFEはシールを維持するために十分な静的予圧または通電要素を必要とします。静的PTFEシールは、通常、より厳しい公差を必要とします。エラストマーシール。
- クリアランスと押し出しギャップ: 圧力とギャップ形状によって押し出しが発生する恐れがある場合は、押し出し防止溝とバックアップ リングを指定します。
- 表面仕上げ: 動的 PTFE シールの一般的な推奨事項は、シャフトの Ra 0.2 ～ 0.8 μm です。静的シールの場合、仕上げ公差は緩くてもかまいませんが、溝や機械加工の跡がないようにする必要があります。
- 潤滑: PTFE は自己潤滑性がありますが、多くの動的システムでは、摩耗や摩擦熱を軽減するために適合性のある流体またはグリースを使用すると効果的です。
設計検証：公差スタックアップレビューを実施し、シール断面の圧力・温度サイクルに対する有限要素解析（FEA）を実施し、最悪条件でのプロトタイプテストを実施します。可能であれば、シールテスト装置を用いて、完全展開前に圧力、速度、温度、および汚染条件を再現します。
診断手順：PTFEシーリングソリューションの漏れを特定するための段階的なアプローチ
応急処置的な修正ではなく、構造化された診断経路に従って根本原因を特定します。
- 症状を正確に定義します: 継続的な漏れか断続的な漏れか、漏れの場所と速度、漏れが発生したときの動作条件。
- 目視検査: シールを取り外し、傷、押し出しの跡、熱による変色、ひび割れ、圧縮歪みなどがないか検査します。
- 設計公差に対する嵌合面仕上げ、シャフト/ハウジングの直径、真円度/振れ、および押し出しギャップを測定します。
- 材料のトレーサビリティを確認します。PTFE の配合を確認し、元の仕様と一致しているかどうかを確認します。
- 安全とロジスティクスが許せば、テストベンチで障害を再現し、圧力、温度、漏れの変化を時間の経過と共に監視します。
便利な測定ツール：表面仕上げにはプロファイロメーター、寸法検査にはマイクロメーターとボアゲージ、現場検査にはボアスコープを使用します。すべての測定結果を記録することで、故障モードとの相関関係を把握し、継続的な改善に役立てます。
PTFEシーリングソリューションの修理、改造、長期的な修正
短期的な修正（損傷したシールを同一部品に交換する）が必要な場合もありますが、長期的な修正には変更が必要になることがよくあります。
- 冷間流動または摩耗が主な原因である場合は、充填された PTFE コンパウンドに切り替えます。
- 圧力ピーク時の押し出しを防ぐために、バックアップ リングを追加するか、溝の形状を変更します。
- 適合性と高い接触力を必要とする動的アプリケーションには、スプリング励起 PTFE またはエラストマー励起装置と組み合わせた PTFE を使用します。
- 嵌合面の仕上げとシャフトの硬度が向上します。硬化シャフトにより摩耗が軽減され、シールの寿命が延びます。
改造する場合は、ライフサイクル コストを考慮してください。少し高価な充填 PTFE シールとバックアップ リングを使用すると、ダウンタイムと総所有コストが削減されることがよくあります。
PTFEシーリングソリューションの比較：材料と設計のトレードオフ
以下の表は、漏れの問題に対処する際に使用される一般的なシールの選択肢におけるトレードオフをまとめたものです。トラブルシューティングや再設計の際に、迅速な選定にご活用ください。
| シールタイプ | 最適な用途 | 制限事項 | 漏れの一般的な修理方法 |
|---|---|---|---|
| 充填されていないPTFE | 耐薬品性、静的シール | 荷重下でのクリープ、動的摩耗不良 | 低圧静電気用に使用します。それ以外の場合は充填PTFEに変更するか、エナジャイザーを追加します。 |
| カーボン/ブロンズ充填PTFE | ダイナミックシール、高摩耗 | コストが高い; 粒子に対する敏感性 | 適切な充填剤の選択、ろ過の維持 |
| スプリング式PTFE | 高温、低接触力アプリケーション | 複雑で価格が高い | 熱サイクルや接触力の低下により漏れが発生する場合に使用します。 |
| エラストマーシール（NBR、FKM） | 弾性接触、多くの油圧アプリケーションに適しています | 限られた化学物質/温度範囲 | PTFEと併用することでハイブリッド設計の利点を組み合わせます |
ポリパック：応用PTFEシーリングソリューションと製造の強み
ポリパックは科学的かつ技術的な油圧シールシール製造、シール材開発、そして特殊な使用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オイルシールメーカー兼サプライヤーです。既製部品では対応できない漏れの問題解決のため、Polypacは充填PTFEグレード、スプリング駆動設計、Oリング/PTFEハイブリッドアセンブリなど、お客様のニーズに合わせたPTFEシールソリューションを提供しています。
Polypac の機能に関する重要な事実:
- 工場の敷地面積と設備: 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 平方メートルの生産スペースと高度な生産およびテスト設備を備えています。
- 研究開発とパートナーシップ: 大学や研究機関との長期的な協力により、材料開発とカスタム化合物の設計をサポートします。
- 歴史と製品の進化: 2008 年に設立された Polypac は、充填 PTFE シール (青銅充填、カーボン充填、グラファイト PTFE、MoS₂ 充填 PTFE、ガラス充填 PTFE) の製造から始まり、NBR、FKM、シリコン、EPDM、FFKM 製の O リングの製造へと事業を拡大してきました。
漏れのトラブルシューティングと防止に関連する主な製品範囲：Oリング、ロッドシール、ピストンシール、端面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。Polypacは、技術サポート、カスタムコンパウンド配合、生産品質管理を重視し、根本原因の再発防止に努めています。
PTFEシーリングソリューションにPolypacを選ぶ理由とは？社内の材料開発、高容量製造、そしてテストリソースを組み合わせることで、Polypacはアプリケーション固有の推奨事項（例えば、ブロンズ充填PTFEとMoS₂充填PTFEの選択）を提供し、現場での試験用のプロトタイプを迅速に製造することができます。
PTFEシールの漏れを防ぐための実用チェックリスト（現場ですぐに使える）
メンテナンスまたは根本原因分析中にこのチェックリストを使用して、体系的なトラブルシューティングを確実に実行します。
- 動作条件（圧力、温度範囲、媒体の組成、サイクル頻度）を文書化します。
- 設計仕様に照らしてシール材質と部品番号を確認します。
- 合わせ面と溝の形状を視覚的に検査し、測定します。
- 取り外したシールにはみ出し、クリープ、傷、熱による変色がないか確認します。
- 総漏れ率を測定し、圧力/温度ログと相関させます。
- 是正措置を適用します。適切な充填 PTFE に交換し、バックアップ リングを追加し、表面仕上げまたは潤滑を改善するか、必要に応じて溝を再設計します。
FAQ - PTFEシールの漏れのトラブルシューティング
Q1: PTFE シールが数時間稼働した後にのみ漏れるのはなぜですか?
A1: 遅延漏れは、通常、持続的な負荷/温度下でのコールドフロー（クリープ）または押し出しを示しています。予圧不足、材質グレードの誤り（動的/高負荷の場合は充填PTFEを使用）、および圧力が高い場合はバックアップリングがないことを確認してください。
Q2: PTFE シールは動的油圧ロッド用途に使用できますか?
A2: はい。ただし、適切な配合（カーボンまたはブロンズ充填PTFE、あるいはスプリング入りPTFE）を選択し、表面仕上げ、硬度、溝設計が動的要件を満たしていることを確認してください。充填剤を含まないPTFEは、通常、高サイクルの動的用途には適していません。
Q3: 漏れの原因が設置の損傷であるかどうかはどうすればわかりますか?
A3: シールを剥がし、傷、切れ目、折れ、または非対称の摩耗がないか点検してください。取り付け時の損傷には、局所的な裂け目や端の折れが見られることがよくあります。再発を防ぐため、取り付け工具と保護スリーブを使用してください。
Q4: PTFE シールの漏れを診断する際に最も重要な測定は何ですか?
A4: 主な測定項目：溝の寸法と公差、シャフト/ハウジングの直径と振れ、表面粗さ（Ra）、押し出しギャップ。測定値を設計仕様およびサプライヤーの推奨事項と比較します。
Q5: PTFE シール付きのバックアップ リングはいつ使用すればよいですか?
A5: 高圧と溝の隙間によりPTFEが押し出される恐れがある場合、またはPTFEが断続的に高圧スパイクを受ける場合は、必ずバックアップリングを使用してください。バックアップリングは、動的な使用において、より柔らかいPTFEや充填剤を含まないPTFEにも推奨されます。
Q6: 汚染物質 (粒子) によって PTFE シールの漏れはどのように発生するのでしょうか?
A6: シールと接触面の間に埋め込まれた研磨粒子は摩耗を加速させ、シールまたはシャフト表面に傷を付け、漏れ経路を形成する可能性があります。粒子への曝露が避けられない場合は、ろ過性能を向上させ、スクレーパー/ダストシールを追加し、充填PTFEコンパウンドを使用してください。
持続的な漏れの診断でお困りですか？アプリケーション分析、材料選定のアドバイス、カスタムプロトタイプシールなど、Polypacにご相談ください。製品に関するお問い合わせや技術的なご相談は、https://www.polypac.com をご覧ください。または、sales@polypac.com までメールでお問い合わせいただき、カスタムソリューションまたはサンプルをご依頼ください。
参考文献と参考文献
- ポリテトラフルオロエチレン — Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Polytetrafluoroethylene (アクセス日 2025-12-18)
- Chemours PTFE製品情報。https://www.chemours.com/en/brands/ptfe（アクセス日2025年12月18日）
- SKF — シールナレッジセンター（シールの不具合の原因とトラブルシューティング）。https://www.skf.com/group/products/seals/knowledge-centre（アクセス日：2025年12月18日）
- Parker Hannifin — Oリングハンドブックおよびシーリングガイドライン（選択、表面仕上げ、溝設計）。https://www.parker.com（アクセス日：2025年12月18日）
- 業界ガイドラインと材料データシート - 充填PTFEグレードのメーカー技術速報（さまざまなサプライヤー）（アクセス日：2025年12月18日）
銅粉入りPTFE：性能向上のための究極ガイド | Polypac
PU Oリング：高摩耗用途に最適な優れた耐久性 | Polypac
ロータリーシャフトシールの究極ガイド：種類、選定、高度な用途（2026年版）
PA（ポリアミド/ナイロン）：多用途エンジニアリングプラスチックの完全ガイド | ポリパック
POM：アセタール（ポリオキシメチレン）エンジニアリングプラスチックの完全ガイド | ポリパック
製品
シールは再利用できますか？
回転軸シールの金属スプリングの目的は何ですか?
取り付け中にシールが損傷するのを防ぐにはどうすればよいですか?
標準のエラストマーシールの代わりにスプリングエネルギーシールを使用する必要があるのはどのような場合ですか?
シーリングアプリケーションに適した材料を選択するにはどうすればよいでしょうか?
業界の最新情報を入手
当社の記事を購読すると、最新のニュース、専門家のガイダンス、技術アップデートが電子メールで直接受信できます。
お客様のプライバシーは当社にとって重要であり、提供されたすべての情報は最大限の機密性を持って取り扱われますのでご安心ください。
Polypac は、世界中の業界に OEM および ODM サービスを提供する、高性能シーリング ソリューションの信頼できるグローバル サプライヤーです。
Eメール:
電話/WhatsApp:
DMMS
DMS
DMS