特別号 気体とシール(2)
2020.06.01
■発行日:2020年6月1日発行 NO.03-76
新シール概論(2)特別号 気体とシール(2)
前号で、ガス透過量の計算式を示しましたが、詳しく見ていきます。
透過量=Q、圧力差=△P=(P1-P2)、ゴム(シール)の透過係数=P、シールの長さ(幅)=L、シールの面積=A 時間=t 溶解度=S 拡散係数=D とすると
- (1) 式 P=S×D
- (2) 式 Q=P×(△P×A×t)/L
(2) 式で分かるように、透過量はシールの幅以外は正比例の関係になります。
従って、透過量はシール面積が大きく、ゴムの透過係数が大きく、時間が長ければ当然増加することになります。
なお、注意すべきは、下表に示すように、温度に依存している点です。温度が上昇すれば、透過係数は増加します。Oリングのようなシールでは、つぶし率を上げれば、上図のシール面積Aが小さくなるので、透過量は減少します。またゴムの硬さも増すと経験上透過量は減少します。また気体の種類により、異なります。
このことは、気体(ガス)の分子量の大きさにも影響しますが、二酸化炭素は以上に大きな透過係数を示しますのは、他のガスに比べて溶解度が大きいためです。
またゴムの種類の中では、VMQ(シリコーンゴム)が異常に大きな透過係数を有している点に気をつけてください。
ゴムの種類 | 温度(℃) | He | H2 | N2 | O2 | CO2 |
---|---|---|---|---|---|---|
NBR-18% | 25 | 1.94 | 48.0 | |||
50 | 6.97 | 120.0 | ||||
NBR-27% | 25 | 9.3 | 30.5 | 0.81 | 2.94 | 23.5 |
50 | 23.4 | 74.0 | 3.58 | 10.5 | 67.9 | |
NBR-39% | 25 | 5.2 | 0.18 | 0.73 | 5.67 | |
50 | 14.2 | 1.08 | 3.50 | 22.4 | ||
CR | 25 | 12.1 | 0.89 | 3.0 | 19.5 | |
50 | 33.7 | 3.55 | 10.1 | 56.5 | ||
IIR | 25 | 6.4 | 5.4 | 0.25 | 0.99 | 3.94 |
50 | 17.3 | 17.0 | 1.27 | 4.03 | 14.3 | |
EPDM | 30 | 10.3 | 6.4 | 19.0 | 82.0 | |
FKM | 30 | 28.5 | 0.33 | 14.5 | ||
60 | 5.5 | 2.9 | 116.0 | |||
AU/EU | 25 | 17.2 | 0.37 | 13.5 | ||
50 | 1.81 | 48.4 | ||||
VMQ | 20 | 200 | 400 | 1600 | ||
50 | 570 | 280 | 500 | 1550 |
透過係数:単位 10-8 cm2 sec-1 atm-1.
文献:Amerongen Rubber Chemical,Technol 37,1065(1964)アレンジ分
(続く)
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