専門家ガイド：最適な性能のためのホース補強層の選び方

ホース補強101：アプリケーションに最適な強力な選択をする方法

Doug Nordstrom、シニア製品マネージャー、ホース製品、Swagelok

産業用ホースを流体システムに選定するには、媒体圧力、媒体と周囲環境の温度、流量など、さまざまな要因を慎重に考慮する必要があります。ホースが特定のシステム要件を満たす能力は、アプリケーション条件に耐えられるよう適切に定格されたホースコンポーネントの最適な組み合わせを選択することに大きく依存します。

考慮すべき重要な産業用ホースコンポーネントの1つは、ホースの補強層です。ホースの芯管だけでは、非常に低い圧力しか扱えません。芯管に軸方向と縦方向の両方の強度を与え、ホースがアプリケーションの要求に耐えられるようにするために、補強層が組み込まれています。

ホースの寿命に寄与する要因は多数ありますが、強力な補強層を持つホースを選ぶことは重要な要素の1つです。そして、利用可能なすべての補強が同じではありません。ホースサプライヤーと協力して、アプリケーションに最適な選択を行う際に考慮すべき、補強層のいくつかの重要な特性を紹介します：

補強スタイル

ホース補強層は、特定の材料（一般的に繊維、ステンレス鋼、または何らかのプラスチック）のワイヤーで構成されています。業界全体で最も一般的に見られる2つのスタイルは、コイル巻きと編み込みです。

コイル巻き補強は通常製造が容易ですが、編み込みタイプの強度に欠けることがよくあります。ホースが加圧されると、コイル巻き補強は自ら解けようとし、ホース芯とカバーの両方を引き裂きます。これが起こると、故障は避けられません。コイル巻き補強は短期的にはコスト効果的かもしれませんが、特に高圧では優れた耐久性を提供しません。Swagelokはこの理由から、コイル巻き補強のホースを製造していません。

編み込み補強は、補強ワイヤーをより強力で弾力性のある構成で組み合わせます。コイル巻き補強とは異なり、ホースが加圧されても編み込みタイプは解けません。この構成により、ホースは加圧に確実に耐え、より高い耐久性を発揮します。

ホースサプライヤーに補強スタイルについて問い合わせ、より強力な編み込み補強を求めることは、頻繁なホース交換にかかる時間、労力、コストの節約につながります。ホースはあらゆる流体システムで運用上の摩耗を受け、定期的なメンテナンスと時折の交換が必要です。これは車のタイヤに似ています。タイヤが永遠に持つと期待して車を買う人はいませんが、より高品質な製品を選べば、より長い寿命が得られます。流体システムにおいて、高品質なホースは大幅なメンテナンスと運用上のメリットをもたらします。

補強材料

次に、適切なタイプの補強材料を検討する必要があります。前述の通り、ホース補強には繊維、ステンレス鋼、プラスチック、その他の材料が利用可能です。それぞれがホースの最終用途性能特性に独自の影響を与えます。

アプリケーションのニーズが、ホース芯、カバー、エンドコネクションを構成する材料とともに、補強材料の選択を導くことがよくあります。例えば、補完的な芯材と組み合わせたステンレス鋼編み込み補強層は、優れた耐圧性と耐温性を提供します。しかし、ステンレス鋼編み込みホースは、加圧が不安定な用途（油圧機器の操作など）では、適切な柔軟性や動的性能を提供しない場合があります。

適切なホース補強材料を選ぶ上で重要なもう1つの考慮事項は導電性です。これは特定の用途では望ましいですが、他の用途では重大な安全性や性能上のリスクをもたらす可能性があります。編み込み金属補強層を持つホースは導電性であり、ホースの一端から他端へ大きな電子電流が流れます。両端を電気的に絶縁する必要がある場合、ホースは非導電性でなければなりません。非金属補強層と補完的な芯材がここではより良い選択となります。

異なる編み込み材料は異なる価格帯を持ちます。用途が繊維編み込みとステンレス鋼編み込みのどちらも許容する場合、ステンレス鋼はより高価になることが多いですが、より高い全体的な周方向強度と耐屈曲性を提供することで、より長持ちする性能に貢献する可能性もあります。アプリケーションに最適な価値を決定するのに協力してくれるホースサプライヤーと協働することは有益であり、コスト効果的に一貫した信頼性の高い性能を達成するのに役立ちます。

編み込み設計

編み込みにはさまざまなワイヤー厚とピッチ角があり、これらは柔軟性、強度（耐圧）、温度性能、その他多くの要因に影響を与えます。編み込みは芯材と補完的であるべきで、最高の性能と価値を提供します。

例えば、波形金属芯はホースにそれ自体でかなりの周方向強度を与えます。補完的な編み込み補強設計はより平らで、芯が直径方向ではなく長手方向に伸びるのをより強く抑制します。ここでは、編み込みワイヤーが互いに交差する角度が、アプリケーションのニーズに応じて異なる性能特性を提供できます。

他方、編み込みワイヤー自体の属性もホース性能に影響を与えます。一部の補強編み込みは、少ない太いワイヤーで構成されています。これらのタイプの編み込みは製造が容易ですが、結果として得られるホースは通常、柔軟性が制限されます。多数の細いワイヤーで構成される補強編み込みは、強度と耐圧性を損なうことなく、より望ましいレベルの柔軟性を提供できます。

すべてのホースが同等に作られているわけではない

重要な産業用流体システムアプリケーション向けのすべてのホースが同じ高い基準で製造されているわけではありません。補強編み込みの品質のばらつきはその理由の1つに過ぎません。補強編み込みとそれが全体的なホース性能にどのように影響するかについての実務知識を持つことで、オペレーターはシステムで可能な限り最高の性能と信頼性を達成するためにより良い準備ができます。ホース設計について協力してくれるホースサプライヤーとの関係を維持することも有益です。

施設でのホース選定の最適化についてさらに学びたい場合、Swagelok^® エッセンシャルズトレーニングは良い出発点です。ホースアドバイザリーサービスチームも、ホース選定、取り付け、検査、メンテナンス手順についてガイダンスを提供し、ホース寿命と性能の向上を支援できます。詳細については、お近くの認定Swagelok販売・サービスセンターにお問い合わせください。

Doug NordstromはSwagelokのホース製品シニア製品マネージャーです。同社に25年以上在籍しています。