JPH0474585B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコイル状に巻かれているガスケツトに
関するものである。この種のガスケツトは周知で
あり；その巻き付け特徴はptfe、紙、又は黒鉛箔
のような密封材料の紙撚状のストリツプと共にコ
イル状に巻き付けられている形状の金属ストリツ
プを使用していることである。代表的な輪郭はロ
ーリング作業により形成され、ストリツプの長手
方向に延びる少なくとも１個の溝を含む。この種
の輪郭は以下コイル状に巻かれているガスケツト
輪郭と称する。

結果として生じるコイル状に巻かれているガス
ケツトは、連結される部品の間で固定されるから
輪郭を形成されている金属ストリツプの両縁部が
それぞれの部品に接触する。締め付け力はコイル
面に垂直の方向に作用しているので、コイル面
は、上記のガスケツトの輪郭を構成するみぞのま
わりでストリツプの弾性変形により締め付け力の
作用方向と同一方向に圧縮される。使用時に、継
手の熱及び／又は圧力のサイクリングが締め付け
力に変化を起させる。コイル状に巻かれているガ
スケツトの弾性によつて、少なくとも普通のパイ
プ継手においては、この種の変化にたやすく順応
されるのが普通である。

複雑な組立部品が含まれており、熱及び／又は
圧力サイクリング変動が比較的大である場合に
は、普通のコイル状に巻かれているガスケツトで
は、弾性を十分に回復することは不可能であり、
従つて効果的な密封を維持するのに十分な動作を
することができない。

この問題を克服するための試みとしてコイル状
に巻かれているガスケツトをタンデムに使用する
ことが、提案されているが、熱／圧力のサイクリ
ング変動が非常に大きい場合には、通常の弾性回
復能力よりも高度の弾性回復能力を備えたコイル
状に巻かれているガスケツトが必要となる。この
ような関係において、コイル状に巻かれているガ
スケツトが永久歪みを起さずに軸方向に圧縮され
る限度内に弾性を回復できるようにされる。ガス
ケツトにより接合されている部品間の相対的移動
を調整するためにはコイル状に巻かれているガス
ケツトのある程度の能力が必要である。

高度の弾性回復性を有する金属が入手可能であ
るが、高度の弾性回復特性が、使用されている密
封材料にとつて厳し過ぎる熱処理を金属に受けさ
せることによりのみ開発可能であるから、高度の
弾性回復性を有する金属それ自体は在来のガスケ
ツト製造工程に利用できない。コイル状に巻かれ
ているガスケツトを構成するために金属ストリツ
プの輪郭を形成し巻き付ける前に熱処理すること
は熱処理済みの金属が比較的扱いにくいから残念
ながら実施できない。

本発明に基づけば、コイル状に巻かれているガ
スケツトは、焼なましされている高抗張力焼入硬
化金属のストリツプをガスケツトの断面輪郭形状
に形成する工程、輪郭を形成された前記ストリツ
プをコイル状に巻く工程、輪郭を形成された前記
ストリツプを前記コイル状に巻いた状態で熱処理
することにより硬化させる工程及び前記断面輪郭
を形成されたストリツプを密封材料のストリツプ
をはさんで、ガスケツトのコイル形状に巻き直す
工程により製造される。また、熱処理は真空炉内
で実施されることが望ましく、この場合には熱処
理を行う真空炉の大きさは実用上限度がある。さ
らに、ガスケツトの断面輪郭形状に形成されるス
トリツプが、Inconel×750又はArmco 17／PH
ステンレス鋼のような析出硬化型の合金鋼からな
り、熱処理において、輪郭を形成されたストリツ
プがコイル状に巻いた状態で析出硬化されること
が望ましい。

本発明に基づいて高抗張力焼入硬化金属材料を
使用することにより、高度の抗圧力であり優れた
弾性回復特性を持つているコイル状に巻かれてい
るガスケツトを生み出す。この材料は、比較的大
きな直径、例えば１メートル又はそれ以上の直径
のガスケツトの製造を可能にする。密封材料が金
属ストリツプを焼入れするのに十分な熱処理に耐
え得るとすれば、ガスケツトを収容するのに十分
な大きさの真空室を使用することを必要とするだ
ろう。本発明の方法によれば平板状のストリツプ
に断面輪郭形状を施した後に、いつたんコイル状
に巻いて、熱処理により弾性回復性を付与してか
ら密封材料とともに最終ガスケツトに巻くという
工程としたため、密封材料を熱処理に適したもの
に限定する必要なく、また、巨大な大きさを有す
る最終製品のガスケツトを収容できるような巨大
な炉を必要とすることなく、優れた弾性回復性を
有するガスケツトを製造できるのである。

本発明を次の例について簡単に説明する。コイ
ル状に巻かれているガスケツトは焼なましされて
いる（状態「Ａ」）Armco 17／7PHステンレス
鋼の幅の狭いストリツプを浅いＶ形断面（ストリ
ツプの長さの方向に）の輪郭を形成することによ
り製造された。

Ｖ形断面の輪郭を形成されているストリツプは
緩くコイル状に巻かれており、真空炉内に配置さ
れて制御加熱と制御冷却とを含む標準熱処理を受
けており、その後でストリツプを析出硬化するま
で加熱された（状態TH1050に）。状態「Ａ」と
TH1050とは金属の物理的特性を説明するために
製造者により使用されている用語である。

輪郭を形成されているストリツプは空気中で冷
却後に標準的な４インチ（101.6mm）の呼び内径
クラス600のコイル状に巻かれているガスケツト
を形成するために黒鉛箔ストリツプと共に巻かれ
ており、該ガスケツトの中で黒鉛箔が紙撚状の密
封材料を構成した。

結果として生じたガスケツトは在来の案内リン
グに取り付けられ、在来のガスケツト試験装置に
おいて熱／圧力サイクリング状態の下で弾性回復
性を試験された。このガスケツトの弾性回復性は
普通のステンレス鋼グレード316−Ｌを使用して
在来の方法により製造された類似のガスケツトの
弾性回復性よりも十分に大きいことが認められ
た。両方の試験において、ガスケツトの密封性能
が試験の比較性を保証するために注意深く監視さ
れた。

試験手順はまず第一に、ガスケツトを支えてい
る外側案内リングの厚さまでガスケツトを圧縮す
ることであつた。ガスケツトの内側もANSI基準
仕様書B16.5に従つて1480psi（104.1Kg／cm²）まで
圧力をかけられた。この試験を実施するために必
要とする荷重は在来のガスケツトに対して120ト
ン、本発明に基づき製造されているガスケツトに
対しては140トンであつた。ガスケツトの最初の
圧縮されていない厚さに対する弾性回復性と洩れ
とを監視しながら、荷重は漸次10トンまで減少さ
れた。在来のガスケツトは１インチ（25.4mm）の
７／１０００回復し、本発明に基づくガスケツトは１イ
ンチ（25.4mm）の10/1000回復した。弾性回復性
の改良が40％を超過して、最も満足すべき成果で
あつた。

従つて、本発明の方法によれば、熱及び／又は
圧力サイクリング変動が大である場合にも効果的
な密封を維持できるような高度の弾性回復性を有
するガスケツトを製造することができるのであ
る。

次に、本発明の理解を容易にするために、コイ
ル状に巻かれているガスケツトの製造の基本原理
を添付の図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図において、ガスケツトは、一
連の金属ストリツプ１０にガスケツト充填材１１
が紙撚状に重ねて巻き付けられて構成されてい
る。半径方向で最も内側に巻き付けられている金
属ストリツプ１２は、充填材を含まない。同様
に、半径方向で最も外側に巻き付けられている金
属ストリツプ１３も充填材を含まない。最も内側
の金属ストリツプ１２と最も外側の金属ストリツ
プ１３は、それぞれスポツト溶接１４及び１５に
よつて固定されている。

第３図において、スピンドル２３に支持されて
いる、一般に凸面のローラー２０が、スピンドル
２４に支持されている、一般に凹面のローラー２
１と協働する。ローラー２０及びローラー２１
は、図示しない手段により互いに押し付けられて
おり、平らな金属ストリツプ２２（断面形状は第
３Ａ図に示されている）を第３図に示す、一般に
Ｖ字形状断面に変形させるように作用する。

第３図に示した断面は、第２図に示した断面と
同一であることが理解されよう。成形ローラーの
間の通路による基本金属ストリツプの処理は、コ
イル状に巻かれているガスケツトの金属成分の為
の予備的段階である。一方、充填材ストリツプは
比較的柔らかく、なじみやすいので、そのような
処理は必ずしも必要ではない。

第４図は、中央サポート３２を用いて、第３図
の金属ストリツプ２２をコイル状に巻き付ける様
子を示す。第１図及び第２図の金属ストリツプ１
２の最初の数巻きコイルの形状が示されている。
最初の巻き付けのスポツト溶接１４及びコイル形
成後、充填材が間隙３０に導入され得、これによ
り、ちようど第１図と第２図に関して記載したよ
うに金属ストリツプと充填材の交互層を形成する
ことができる。

第５図は、典型的な巻き付け部の処理部の簡略
化した図である。この例では、巻き付けの為の中
央サポート３２は内側巻き付けストリツプ１２を
収容する外側リムを有している。巻き付け（第２
図）は、実際には中央サポート３２とガイドロー
ラ３３の間の間隙に形成される。ガイドローラ
は、側壁３６，３７を形成する２つの部分３４，
３５を成している。これらの側壁は、金属ストリ
ツプと充填材を一列に重ね合わせて巻き付け、従
つて金属ストリツプ１０の応力の影響で中央サポ
ートからはみ出すようにつぶされて巻き付けられ
るのを防止する。

本発明によれば、高抗張力析出硬化鋼ストリツ
プの焼なましされたストリツプが、一対のローラ
ー２０，２１を通過させられることにより、第３
Ａ図の形状から第３図に２２で示される形状に加
工される。輪郭を形成されたストリツプは、鋼の
所望の硬度を発揮するように処理される。ストリ
ツプは、第４図及び第５図に示されるように巻き
付けられ、第１図及び第２図に示すように充填材
１１の層を紙撚状に重ねて、コイル状に巻き付け
られているガスケツトを形成する。

このようにして、改良された弾性回復力を有す
るコイル状に巻かれているガスケツトが製造され
るのである。そのようなガスケツトは、ガスケツ
トが装備された装置が温度変化によるひどいねじ
れにもかかわらず密封が維持されねばならない場
合に適用されるのに適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、コイル状に巻かれているガスケツト
の部分の平面図であり、第２図は、第１図の線Ａ
−Ａに沿つた、わずかに拡大されたガスケツトの
側断面図であり、第３図は、第２図に示した断面
の輪郭を形成するのに使われる協働するローラー
を示す図であり、第３Ａ図は、第３図のローラー
の間を通過する前の最初の金属ストリツプの断面
輪郭を示す図であり、第４図は、コイル状に巻く
方法を概略示す図であり、第５図は、第４図の方
法が協働するローラーの間で実行される様子を示
す図である。 １０…金属ストリツプ、１１…充填材、１２…
内側巻き付け金属ストリツプ、１３…外側巻き付
け金属ストリツプ、１４，１５…スポツト溶接、
２０…凸面のローラー、２１…凹面のローラー、
２２…金属ストリツプ、２３，２４…スピンド
ル、３０…間隙、３２…中央サポート、３３…ガ
イドローラー、３４，３５…部分、３６，３７…
側壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 焼なましされている高抗張力焼入硬化金属の
   ストリツプをガスケツトの断面輪郭形状に形成す
   る工程、輪郭を形成された前記ストリツプをコイ
   ル状に巻く工程、輪郭を形成された前記ストリツ
   プを前記コイル状に巻いた状態で熱処理すること
   により硬化させる工程及び前記断面輪郭を形成さ
   れたストリツプを密封材料のストリツプをはさん
   で、ガスケツトのコイル形状に巻き直す工程から
   なるコイル状に巻かれているガスケツトを製造す
   る方法。 ２ 前記熱処理が真空炉内で実施されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 前記ガスケツトの断面輪郭形状に形成される
   ストリツプが、析出硬化型の合金鋼からなり、前
   記熱処理において、輪郭を形成された前記ストリ
   ツプが前記コイル状に巻いた状態で析出硬化され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項に記載の方法。