PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）は、その優れた耐薬品性と低摩擦特性により、ボールバルブの標準的なシート材料であり、シール用途に理想的です。しかし、PTFEは高温での使用に限界があるため、強化PTFE、PEEK、または過酷な条件下用の金属シートなどの代替材料が使用されています。その選択は、化学的適合性、温度、機械的要件のバランスをとりながら、使用環境に応じて決まります。
キーポイントの説明
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標準的なシート材料としてのPTFE
- 化学的不活性:PTFEは、ほとんどの化学薬品に対して高い耐性を持ち、腐食性の流体を劣化させることなく取り扱うのに適しています。
- 低摩擦 (係数 < 0.1):スムーズな作動を確保し、摩耗を減らしてバルブの寿命を延ばします。
- 幅広い互換性:水から刺激の強い酸や溶剤まで、多様な流体に対応。
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PTFEの限界
- 温度感受性:200℃を超えると剛性を失うため、メーカーによる圧力/温度ディレーティング曲線が必要。
- 機械的強度:純粋なPTFEは高荷重で変形する可能性があり、高圧システムでシールが破損する危険性がある。
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特定条件下での代替材料
- 強化PTFE:粉末充填タイプ（ガラスやカーボンなど）は、剛性と耐熱性（～250℃）を向上させる。
- PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）:280℃までの温度に耐え、より高い機械的強度を提供し、要求の厳しい用途に最適。
- メタルシート:超高温（280℃以上）または研磨性の流体には不可欠だが、耐薬品性が犠牲になる場合がある。
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購入者の選択基準
- 運用環境:流体の種類、温度範囲、圧力を評価し、PTFE、強化ポリマー、金属のいずれかを選択する。
- コストと性能の比較:PTFEは中程度の環境では費用対効果が高いが、PEEKやメタルシートは過酷な環境ではコスト高になる。
- メーカーガイドライン:常に圧力/温度チャートを参照し、材料の制限内で安全に操作できるようにしてください。
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今後の傾向
- プラスチックシートと金属シートの間のギャップを埋め、より広い動作範囲を提供する高度な複合材料（セラミック充填ポリマーなど）が出現しています。
これらの要因を理解することで、購入者はバルブの性能と寿命を最適化し、ダウンタイムやメンテナンスコストを最小限に抑えることができる。
要約表
| 材料 | 主要特性 | 制限事項 |
|---|---|---|
| PTFE |
- 化学的不活性
- 低摩擦 (係数 < 0.1) - 幅広い適合性 |
- 200℃を超えると剛性を失う
- 高荷重で変形することがある |
| 強化PTFE |
- 剛性の向上
- 250℃までの耐熱性 |
- 純PTFEより高コスト |
| PEEK |
- 280℃まで耐える
- 高い機械的強度 |
- 高価
- PTFEに比べて耐薬品性が劣る |
| 金属シート |
- 超高温耐性 (>280°C)
- 耐摩耗性 |
- 耐薬品性の低下
- 経年変化によるカジリや磨耗の可能性 |
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