油圧ブレーカー用高圧シール部品：高圧耐性・完全防漏設計により機器の寿命を延長

200～270 barで動作する油圧ブレーカーでは、シールに、ほとんどの油圧シリンダーが経験しないような持続的かつ周期的な衝撃負荷がかかります。ピストンの1ストロークごとに、圧力ピークが発生し、その後急減圧し、また次のピークが発生します——これは1分間に数百回、総運転時間にして数千時間にわたって繰り返されます。クレーンアームのゆっくり作動する油圧シリンダーに使われるシール材は、硬岩用ブレーカー内部に使用すべきシール材ではありません。この選択を誤ると、性能が徐々に低下するといった穏やかな影響ではなく、まず漏れが発生し、次に オーリング 、そして全システムへの油圧オイルの汚染、さらにユニットの損傷、および2週間のダウンタイムへとつながります。

高衝撃ブレーカーには標準NBRでは不十分な理由

NBR（ニトリルゴム）は、油圧産業の多くの分野で標準的なシール材として採用されています。鉱物油への耐性が高く、-40°C～100°Cの温度範囲で使用可能です。低～中圧用途では、数年にわたり信頼性の高い性能を発揮します。標準的なNBRシールは、通常約150 barまでの使用が許容されています。この圧力を超える場合、剛性の高いエキストルージョン防止バックアップリングを用いなければ、圧力の急上昇時にクリアランスギャップへシールが押し出され（エキストルージョン）てしまいます。油圧ブレーカーは、通常200～250 barで動作し、各衝撃サイクルにおいてさらに高い瞬間圧力が発生します。このような環境下で、十分なバックアップリングを用いずに標準NBRシールを使用すると、予測可能な故障が生じます。すなわち、シールが塑性変形を起こし、密封形状を失って漏れを生じるのです。

熱可塑性ポリウレタン（TPU）製シールがこの課題を解決します。第5世代TPU化合物は、バックアップリングなしで最大400バールの圧力を耐えられ、摩耗条件においてNBRと比較して3～4倍の摩耗寿命を実現します。また、圧力の急上昇後には元の形状に復元されるため、ピストン1サイクルごとに負荷がかかるという使用条件下では、この弾性記憶特性が極めて重要です。さらにTPUは加水分解に強く、湿気への暴露による劣化が生じないため、結露や水の侵入が発生しやすい現場においてもその性能が活かされます。

PTFE、FKM、およびそれぞれの材料が適しているケース

ブロンズ充填またはカーボン充填PTFEは、性能スペクトラムの反対側に位置し、極めて低い摩擦係数、優れた押し出し耐性、および−200°C～260°Cの使用温度範囲を特徴とします。PTFEは、ピストン面におけるスライディングリング部材として最も効果を発揮し、シール接触力を一定に保つためのエラストマーエネルギザ―と組み合わせて使用されます。単体の純粋なPTFEは、高圧動的シール用途には軟らかすぎるため、充填材が圧縮強度を付与しています。FKM（Viton）は、流体の化学的性質または温度が制限要因（圧力ではない）となる場合、例えば高温下での合成油圧作動油などにおいて採用されます。

HOVOOおよびHOUFUが供給 シールキット TPU、充填PTFE、FKM、NBRなどの各種コンパウンドを、BEILITE各機種の仕様および使用環境に合わせて採用しています。故障前に50ドルのシールを適切な材質・グレードのものに交換することで、200ドルのピストンおよびその背後にある5万ドルのブレーカーを守ることができます。シールは https://www.hovooseal.com/ よりご購入いただけます。

シール材選定ガイド

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