使用が一部を除き禁止された。平成24年(2012年)3月1日をもって、一部の適用除外事例も廃止され、石綿品の製造などは全面禁止となった。非石綿化の過程にあっては、非石綿ガスケットの開発と並行して、その信頼性評価についても様々な検討が加えられてきた。非石綿ジョイントシートにおいては、従来からの規格物性試験で石綿ジョイントシートと同等の性能を持つことが確認されたにもかかわらず、実際のフィールドでは、非石綿ジョイントシートには多くの課題があることが明らかとなった。このことは、従来の規格物性試験が、実績評価に代わる信頼性評価試験としては使えないことを意味し、実績に代わる新たな機能評価方法が必要となった。非石綿製品の実績は乏しく、長期間使用の安全性に対する信頼を得るには、ユーザー個々の使用条件における実証試験とともに、長期性能を理論的に評価推定する技術が必要であると考えられる。本報では、当社が他社に先駆けて技術開発を行ってきた各種ガスケットの寿命評価技術について紹介する。(キャスク)用ガスケットの開発を契機として検討が始められた1)−3)。ガスケットには、バネ入りメタルCリング(トライパック®)が採用され、断面径φ10のバネ入りメタルCリングの200°Cにおける寿命評価を実施した3)。Figure2に示す応力緩和試験装置を用い、ガスケット溝までの締切を想定したガスケット変位を与え、変位量一定状態での応力経時変化を荷重計で測定した。Figure3に応力緩和試験結果を示す。別途、200°Cにおける密封限界応力を測定し、Figure3の応力緩和線の外挿線が密封限界応力となる経過時間を寿命とした。年以上という結果となった。Parameter)を適用し、塑性変形(圧縮永久歪)およびシール性能の温度・時間依存性の相関を求め、所定温度におけるシール寿命を予測する手法を提案した。した試みは、締切型フランジにおけるメタルガスケットについての事例であり、非石綿ガスケットに適用するについては、より一般的な締込型フランジにおけるガスケット残留応力について考慮する必要がある。締込型フランジにおける寿命評価についても、ガスケット残留応力が密封限界応力に達する時点を寿命とするという、基本的な考え方は同じである。ガスケット残留応力については、ガスケットだけではなく、フランジ締結体の応力変化をも考慮する必要がある。Analysis;FEA)による研究6)−9)が進められている。考慮した有限要素解析を行うことによって、より現実的なガスケット応力の経時変化の推定が可能となった。Figure4に粘弾性要素モデルの一例を、Figure5にふっ素樹脂系シートガスケットであるNo.GF30010)の200°Cにおけるシミュレーション結果を示す。ふっ素樹脂系ガスケットでは、推奨使用温度が、材料の耐熱温度を超えることがないため、密封限界応力は熱劣化によって上昇することはなく、むしろ軟化による“なじみ”の向上によって低下する傾向にあるため、寿命予測においては、ガスケットの熱劣化は考慮する必要はなく、応力減少だけを考慮すればよいと考えた。Figure5に示すように、No.GF300は温度サイクルが負荷される使用条件であっても長期使用が可能であるが、ガスケット種によっては温度低下時などの面圧低下時に密封限界を下回るケースも見られた。締結ボルトに取り付けた歪みゲージにより、ボルト軸力の経時変化を測定することで、ガスケット応力緩和を実験的に求めることも行っている11)。Figure6にその試験装置概要図を、Figure7に熱サイクル試験結果の一例を示す。この取り組みの中では、ガスケットの寿命評価以外に、増締めの効果[Figure8]や片締めの影響[Figure9]など、非石綿ガスケットを安全に使用するための管理手法についても検討している。ジョイントシートでは、ゴムバインダの耐熱限界を超えての使用が一般的であり、非石綿ジョイントシートのように繊維成分が少ないと、熱劣化による割れといった初期故障が発生する場合があり、そのガスケット応力変化から寿命を推定するには至っていない。熱劣化がある場合、石綿ジョイントシートの密封限界応力の経時変化12)はFigure10のように増加傾向を示す。そのため、ゴムなどの有機材料については、高温下での熱劣化をも考慮した密封限界応力の経時変化を確認する必要があり、今後の課題である。あっても非金属材料の健全性評価13)が検討されていた。PowerPlants)は、電気絶縁用ゴム材料の規格を参考に、非金属材料識別のためにArrhenius式による活性化エネルギーを規定していた。複合材の劣化反応は複雑であり、劣化の指標となる代用物性の設定にも課題が残るため、Arrhenius式のシール材への適用は限定的なものとなると考えられる。内外周にマイカフィラーを配した複合型膨張黒鉛系うず巻形ガスケット[Figure11]について、膨張黒鉛フィラー酸化の活性化エネルギーを測定し、その寿命予測が可能であることを確認した14)。許容漏洩量以上の漏洩が発生する膨張黒鉛の消失量(限界消失量)が求まれば、膨張黒鉛消失の反応速度定数から算出される膨張黒鉛の消失速度によって、シール寿命を推定できると考えるものである。傾きから求められ、この温度領域での任意温度での反応速度定数は活性化エネルギーを用いて求めることができる。複合型うず巻形ガスケットにおいて提案した寿命推定手順を、内圧0.1MPaの場合について、以下に示す。Pa・m3/sを用いた。Figure12に示す膨張黒鉛の熱減量と漏洩量の関係から、ガスケットの漏洩量が、許容漏洩量に達する膨張黒鉛の限界減量率を求める。Pa・m3/sになる膨張黒鉛減量率は、約67%であった。