耐火陶瓷纤维的替代对策4：高温高压垫片的新阵容

   目前已运用成熟的产品包括金属缠绕垫片H590系列和金属齿形垫片HR540H。

    以往使用半金属密封垫片，无法避免石墨材料在高温下氧化消失的问题，因此石墨填充带的安全使用温度通常设定为450℃，非氧化环境也只允许用到650℃，而云母和蛭石，以及夹带式的产品也要限制在最高810℃条件下使用，超过此温度限制，烧失量就会增加，垫片存在失效可能。

    最新开发的H590系列和HR540H垫片，在以往存在安全隐患的绝对高温领域，具有明显的改善效果。

■HR540H的耐热性

    前面的高温形态测试表明，HRS材料在高达1000℃和1200℃情况下，也不会发生形状变化或粉末化，而是保持了原有的形状，那么在实际高温使用过程中，受到高温介质影响，质量是否会有损失呢？

    为此，开发人员对HRS薄板和柔性石墨薄板在空气中加热时的烧失量进行了对比，柔性石墨在400℃以上的氧气环境中会逐渐氧化消失，因此重量减少率会随着温度升高逐渐变大，而新开发的HRS薄板将有机物的使用量控制到了最小限度，因此在400℃以上的高温下重量减少很少，即使温度升高至1200℃，减少率也大致不变。

    因此，以往粘贴柔性石墨薄板的齿形垫片，在400℃以上的高温环境下难以长期使用，而HR540H则比较适合，实际上HRS板材自身可在最高1200℃下保持形状，但HR540H还需要考虑金属，因此最高使用温度因金属材料而有所不同。

■H590系列的耐热性

    为了对比H590系列的耐高温性能，将带有内外环的H596V，和以往高温场合使用最多的夹带式（云母+石墨）缠绕垫片，以及蛭石填充带缠绕垫片分别紧固到法兰上，反复进行加热、冷却，对冷却后的密封性进行评价。

    测试表明，耐热蛭石缠绕垫片在加热后泄漏量较多，夹带式产品也随着循环次数的增加泄漏量随之增多，与之相对的，H596V在加热后泄漏量也很少，即使增加循环次数也能保持高密封性。

    另外，夹带式缠绕垫片是通过在柔性石墨两侧配置无机填料以实现氧气阻隔效果的产品，但是，在800℃以上的高温下难以长期完全阻隔氧气，柔性石墨还是会逐渐氧化消失，在一定时间后泄漏量可能会增多，让人不得不担忧其安全性，而H590系列未添加柔性石墨，则可长期在800℃以上维持稳定的密封性，如果金属材料使用INC600，最高可以达到1180℃。

■常温密封性

    开发人员对金属缠绕垫片H596V、金属齿形垫片HR540H进行了密封性测试，在推荐紧固面压下均未检测到泄漏。

■HRS薄板的耐压坏性

    HR540H是在金属齿形垫片表面贴敷HRS薄板，在紧固时如果金属齿形部分外露，可能会损伤法兰， 实用性就会降低，因此，开发人员对HR540H的样品进行了压坏性评价，在分别施加100MPa、200MPa、350MPa、450MPa面压的情况下，HRS薄板都没有发生破损，金属齿形部分也没有外露，说明HR540H在使用过程中不会损伤法兰。

    本文介绍的H590系列缠绕垫片、HR540H金属齿形垫片，是可靠性结构和高温材料的强强联合，可在绝对高温条件下，用于JIS 16K、ASME Class150以上的压力等级，具有出色的耐热性和密封性，可以有效解决现有产品在极限高温下面临的一些安全课题，期待以后能有更多的实用业绩。

    我们以4期的内容，介绍了耐火陶瓷纤维受到“特化则”的使用限制后，密封产品对应的替代情况，同时也介绍了以替代为契机开发的高温高压领域新产品，至此告一段落。希望能对客户碰到的相应课题有所帮助。