スレッド処理オプションの分析

効率的で費用効果の高い製造には、ねじ付きパイプとファスナーをねじ処理製品で積極的に処理することが重要です。産業機器の故障の主な原因であるねじ式ファスナーの緩みは、毎年数百万ドルの予定外のダウンタイムコストをもたらします。同様に、毎年10億ガロン以上の工業用液体が漏れによって浪費されています。失われた液体やガスの価値を超えて、漏れは毒性、排出、安全性、汚染、人員に影響を及ぼします。

ねじ式ファスナーは、軽量機器から重機に至るまでのアセンブリの公差を設定および保持します。信頼性の高いパフォーマンスを確保するには、機器の耐用年数全体にわたって指定された許容誤差が維持されることが不可欠です。ねじ山付きファスナーを元の公差まで潤滑、保護、シール、および保持するために、さまざまな形式のねじ山処理がアセンブリの信頼性を高めるために使用されます。スレッド処理は、スレッドシーラント、スレッドロッカー、焼き付き防止材料の3つのカテゴリに分類されます。

半固体スティック配合は、糸処理の最新の進歩です
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スレッドロッカー
スレッドファスナーは、さまざまなタイプの差応力を継続的に受けます。振動や衝撃、熱膨張や収縮、固定部品の微動などの応力はすべて、クランプ力を低下させ、最終的には機械の故障を引き起こす可能性があります。スプリングワッシャー、ワイヤーリテーナー、ロッキングボルトなどの多くの機械装置は、制御されていないファスナーの緩みを防ぐために作成されました。これらの機械的ロック方法は、ファスナーアセンブリにかなりのコストを追加しますが、自己緩みの原因となる横滑り運動による緩みを確実に防ぐことはできません。また、アセンブリ内の腐食をシールまたは防止しないため、特定の留め具に適したサイズにする必要があります。

液体スレッドロック接着剤は、スレッドアセンブリが完全な耐用年数の間ロックされ、漏れがないことを保証するための最も信頼性が高く安価な方法の1つです。ファスナーのねじ山に滴下すると、液体嫌気性製品がねじ山の溝を埋め、空気のない状態で活性金属イオンにさらされると、硬い熱硬化性プラスチックに硬化します。ネジ山を一緒にロックすると、ファスナーの不要な動きや緩みを防ぎ、ネジ山を密閉して、漏れや腐食を防ぎます。ネジ山から溢れた余分なネジ山は、液体のままなので簡単に拭き取ることができます。

適切に準備された表面は、接着されたアセンブリで最も一貫したスレッドロッカー性能を保証しますが、嫌気性技術の進歩により、徹底的な洗浄と表面準備の必要性を制限する独自の製品が提供されています。新しいスレッドロッカー配合は、非アクティブな金属表面で硬化し、油性表面に耐え、硬化速度を指定できるようになりました。表面プライマーは、困難な用途や基板に従来の液体製品を使用する場合にのみ必要です。

スレッドロッカーは、ミスアライメント（クランプ荷重が失われる場合）などの一般的な障害を防ぐのに役立ちます。ギアボックスとモーターのシャフトが位置合わせされている場合、適切な位置合わせを維持するために、取り付けボルトに適切にトルクをかける必要があります。ただし、時間の経過とともに、これらの取り付けボルトは、振動、熱膨張および収縮、または衝撃によって緩む可能性があります。これにより、クランプ荷重が失われ、最終的にはミスアライメントが発生します。液体スレッドロッカーを積極的に使用すると、この例ではクランプの負荷を維持し、ミスアライメントを防ぐことができます。

さまざまな用途向けにさまざまな強度で利用できるスレッドロッカーにより、ねじ付きファスナーは、極端な環境でも重要なクランプ荷重圧力を維持できます。これらの接着剤は、高いせん断強度、非常に優れた耐熱性、迅速な硬化、簡単なディスペンス、および優れた耐振動性を提供します。表面に影響されない品種、華氏450度までの暴露用の高温製剤、耐薬品性材料、激しい振動に耐えるように設計された製剤など、新しい嫌気性製剤が利用可能です。

アプリケーションに適したスレッドロック接着剤を選択するには、いくつかの要因を考慮してください。一般的な考えに反して、以前にスレッドロック接着剤でロックされていたボルトは、新しいスレッドロック材料を塗布して再組み立てする前に古い接着剤を取り除くだけで再利用できます。スレッドロッカーは、簡単に取り外せる低強度の配合、一般的な手工具を使用して除去できる中強度のグレード、および最高の保持能力を提供する高強度の配合で利用できます。ただし、完全に永続的なスレッドロッカーはありません。最高強度のスレッドロッカーでさえ、華氏450度から500度に約5分間直接さらした後、標準の手工具を使用して取り外すことができます。

硬いブラシを使用すると、古いスレッドロッカーの残留物を大量に取り除くことができます。軽いレベルのスレッドロッカー残留物は、ファスナーの再取り付けを制限しない限り、スレッドロッカーの次のアプリケーションと互換性があります。

スレッドシーラント
ガス、蒸気、液体など、すべての流体システムにコストのかかる危険な漏れが発生する可能性があります。リークが許容される程度は、アプリケーションごとに大幅に異なります。たとえば、排水ホースのパイプフィッティングから漏れる1時間あたり数滴の水を無視することができます。ただし、配電盤への同量の水漏れを許容すると、悲惨な結果になる可能性があります。

ほとんどの漏れは、パイプの接合部に起因しています。配管のねじ込み継手は必要悪です。パイプシステムの設計者は、可能な限りジョイントの数を減らすことを目指していますが、分解できるジョイントがなければ、修理のたびに大規模なパイプリンクを削除する必要があります。均一なフィッティングを維持するために作成された規格にもかかわらず、テーパーパイプスレッドは不正確です。また、使用および修理の過程で、スレッドが損傷し、漏れに対してさらに脆弱になる可能性があります。糸の山と根が出会う領域は、らせん状の漏れ経路を形成します。締める量がこれを排除することはありません。ねじ山のシーリングは、パイプ接続でこのリークパスをブロックする試みです。メカニカルスレッドシーラントには、シーリングテープ、ドープ、ペースト、Oリング、コーンフィッティングなどのさまざまな製品が含まれます。これらのパイプシーリング方法は効果的ですが、時間の経過とともに問題を引き起こします。

テープは潤滑剤としてのみ機能し、細断したり、パイプを詰まらせたり、締めすぎを引き起こしたりして、ねじ山を損傷する可能性があります。テープは手動で貼り付けられるため、貼り付けの自動化が制限され、表面が滑らかであるため耐振動性が低くなります。ほとんどのペーストには溶剤が含まれており、乾燥するとクリープや収縮の問題が発生します。このような問題は、耐薬品性と耐振動性を制限します。 Oリングは、大量の在庫と特別なジョイント設計を必要とし、取り扱いまたは組み立て中に簡単に損傷する可能性があります。機械加工されたコーンフィッティングは、費用のかかる機械加工が必要であり、簡単に損傷します。

ねじ山シーラント接着剤は、液体からペースト状の製品で、簡単に塗布でき、嫌気性反応によって硬化します。嫌気性スレッドロッカーと同様に、スレッドシーラントの配合には、時間の経過とともにスレッドから蒸発し、シールされたジョイントの長期的なパフォーマンスに影響を与える揮発性溶剤は含まれていません。これらの材料は、可塑剤と配合調整剤を使用して、硬化の進行中に接合部を潤滑し、即座にシールします。

硬化すると、嫌気性ネジシーラントは溶けず、漏れ経路がなくなります。これらの材料は、スレッドのシールとロックを同時に行い、組み立て時に潤滑剤として機能して、一貫した組み立てトルクを確保しながら締め付けを促進します。未硬化のネジシーラントが溶解し、汚染の可能性を排除します。適用されると、これらの材料は瞬時の低圧（500 psi）シールを提供します。硬化後、多くの配合物は10,000psiの圧力にシールするように評価されています。ねじ山シーラントは、パイプユニオンと圧縮継手をシールすることもでき、優れた流体適合性とシール能力を提供します。

ねじ式油圧フィッティングは、漏れの一般的な場所です。これは、代替シーラントが実際には単なる潤滑剤であり、ボイドをシールしないため、代替シール製品が収縮（リークパスをもたらす）または緩みのために時間の経過とともに故障するためです。嫌気性ねじシーラントは、フィッティングの組み立てに役立つ潤滑剤を提供し、収縮せずにシールして長期シールを提供することにより、両方の長所を提供します。

焼き付き防止
焼き付き防止材料は、高温での錆、腐食、かじり、焼き付きから、ねじ山や滑り止めの金属部品を保護します。また、最も過酷な動作環境で重要な部品の摩擦、摩耗、破損を軽減します。

これらの高性能グリース（特定の種類の金属フレークの有無にかかわらず配合）は、ファスナーの組み立てと分解を容易にするのに役立ちます。同じトルクで、極端な性能であっても、焼き付き防止材料を使用して常に一定のボルト張力が達成されます。特定の配合は、ねじ山に使用される金属の種類、および極端な温度に対応します。多くの製品は1,000度を超えて良好に機能し、一部の製品は2,400度までの極端な温度で機能します。焼き付き防止は、たとえば、過酷な環境でヒンジが焼き付くのを防ぐために、炉のドアのヒンジに使用できます。

これらの製品は通常、部品にブラシで塗布されます。これには、材料を広げるためのリザーバーと別個のアプリケーターが必要です。留め具を素材に浸すと、過剰な塗布、汚染、一貫性のない乱雑な組み立てが発生するため、お勧めしません。

新技術
スレッドロックおよびスレッドシール材料の安定性と反応性の最近の進歩により、液体の対応物を補完する半固体の「スティック」配合物の開発が可能になりました。半固体のスレッドロック、スレッドシール、および焼き付き防止製品は、液体が乱雑であると見なされたり、硬化した接着剤が問題を引き起こす可能性がある領域に移動する可能性があるため、これまで考慮されていなかったアプリケーションでうまく機能します。たとえば、シーラントスティックは、液体やテープの使用が面倒な頭上や見えにくい場所での優れた代替品です。焼き付き防止スティックテクノロジーにより、部品に直接ディスペンスでき、過剰な塗布を最小限に抑えることができます。

スティックは、組み立て作業が時間に敏感であるか、ステージングする必要がある場合に非常に役立ちます。ここでは、スレッドロック材が部品からの流出を気にせずに事前に塗布されています。処理された部品は、時間のかかる機械的ロック装置のマッチングや液糸処理のドロップワイズ適用なしに、一度に組み立てられます。

Andy Bardonは、HenkelCorporationのアプリケーションエンジニアです。詳細については、www.loctite.comにアクセスするか、800-562-8483に電話してください。