PTFEワッシャーは、優れた耐薬品性と低摩擦性により広く使用されているが、持続的な圧力下でクリープ（コールドフロー）しやすいため、変形やシール不良につながる可能性がある。この問題は、材料の改良、設計の改善、適切な取り付け技術によって軽減することができます。重要な用途の場合、PTFEを補強材と組み合わせたり、別の構成を使用したりすることで、長期的に最良の性能が得られることが多い。
キーポイントの説明
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PTFEの限界を理解する
- PTFEの分子構造は、一定の応力下で鎖の滑りを許容し、永久変形を引き起こす。
- クリープは高温・高圧下で加速する
- 未変性のPTFEワッシャーは、連続荷重下で5～15%変形する可能性があります。
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材料ソリューション
- 強化PTFEコンパウンド:ガラス繊維(15-25%)やブロンズ(40-60%)のような充填材を加えることで、耐クリープ性が3-5倍向上します。
- 発泡PTFE:ストレッチされた微細構造がより優れた回復特性を提供
- メタルバックワッシャー:ステンレス・スチール製サポート・リングは、PTFEの表面効果を維持しながら、ラジアル・フローを防止する。
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設計の改善
- ワッシャーの厚みを増加（標準的な用途では最小3mm）
- フランジ付き設計により、荷重をより均等に分散
- 溝付き表面は有効接触面積を増加
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取り付けのベストプラクティス
- 過圧縮を避けるため、トルク制限工具を使用する。
- 重要な用途では、定期的な再トルク締結が可能
- 併用 PTFEブラシ 摩耗を促進する可能性のあるゴミを取り除くためのメンテナンス時の清掃
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代替ソリューション
- マルチマテリアルワッシャー（PTFEフェースとエラストマーコア）
- ダイナミックアプリケーション用スプリングシール
- 極端な耐クリープ性が要求される場合はPEEKまたはUHMWPEワッシャー
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用途に応じた選択
- 低圧化学サービス純PTFEが適している
- 高負荷フランジ接続金属強化または25%ガラス繊維強化PTFE
- 繰り返し温度用途圧縮リミッター付き発泡PTFE
最適な性能を得るためには、エンジニアはPTFEワッシャーを指定する際に、機械的要件と化学的環境の両方を考慮する必要があります。長期的な信頼性を確保するためには、定期的な検査と適切なメンテナンスが重要であることに変わりはない。
総括表
| ソリューションタイプ | 主な方法 | 利点 |
|---|---|---|
| 材料の変更 | 強化PTFE（グラスファイバー、ブロンズ）、エキスパンドPTFE、メタルバックワッシャー | 3～5倍の耐クリープ性、回復性の向上 |
| 設計の改善 | 厚みの増加（≥3mm）、フランジ設計、溝付き表面 | 均一な荷重分布、高い接触面積 |
| 取り付けのベストプラクティス | トルク制限工具、定期的な再締め付け、ゴミの除去 | 過圧縮の防止、シールの完全性の維持 |
| 代替ソリューション | マルチマテリアルワッシャー、スプリングシール、PEEK/UHMWPE | 過酷な条件下での性能向上 |
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