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することのない持続的かつ周期的な衝撃荷重が加わります。ピストンの各ストロークごとに、圧力の急上昇→急減衰→再びの急上昇が繰り返され、これは1分間に数百回、数千時間に及ぶ運転時間にわたり継続します。クレーンアーム上の低速作動型油圧シリンダーに使用されるシール材は、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。この点を誤ると、性能の徐々な劣化という結果にはなりません。むしろ、まず漏れが発生し、次にOリングが破損し、その後油圧オイルが全システムに汚染され、最終的にユニットの歯が摩耗・剥離してしまい、2週間ものダウンタイムを招くことになります。

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は、BEILITE製品モデルの仕様および使用環境に適合したTPU、充填PTFE、FKM、NBR素材のシールキットを供給しています。故障前に50ドルのシールを適切な材質等級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の5万ドルのブレーカーを保護できます。シールはhttps://www.hovooseal.com/でご購入いただけます。

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