産業用ホースのコアチューブ材料選定：重要な考慮事項

産業用ホース交換：コアチューブ材料の考慮事項

Doug Nordstrom、シニア製品マネージャー、ホース製品グループ

適切な産業用ホースは、流体システムを安全かつ効果的に稼働させます。しかし、間違ったホースはプロセスを損ない、要員を危険にさらし、収益を損なう可能性があります。エンジニアがホースに問題があることに気づくのは、手遅れになってからであることがあまりにも多いです。

その重要性にもかかわらず、ホース選定はしばしば後回しにされます。適切な産業用ホースはその購入価格以上の価値があります。適切な選定には、温度、化学的適合性、排水性、圧力と流量要件など、アプリケーションの変数への細心の注意が必要です。

産業用ホースの最も内側の層であるコアチューブ内の独自の材料と、コアに基づく適切なホース選定方法について学びましょう。

コアチューブ材料選定前に考慮すべき質問

以下は、コアチューブ材料選定前に考慮すべき基本的な質問です。これらの質問には、メーカープロダクトカタログやSwagelok販売・サービス担当者の助けを借りて答えることができます。

1. コア材料はシステム媒体と化学的に適合していますか？時間の経過とともに腐食や劣化は起こりませんか？
2. コア材料はシステム媒体の温度範囲に耐えられますか？
3. コアチューブ材料は浸透と吸収を防止または制限しますか？（アプリケーションによっては、浸透や吸収は問題にならない場合があります。）
4. コア材料はシステムの洗浄方法に耐えられますか？これには温度、圧力、溶剤や洗浄剤との材料適合性が含まれます。

コアチューブ材料の種類

金属

メリット

金属コア（一般的に316Lステンレス鋼）は、一般的な流体システムニーズに適した選択です。通常、-325°F〜850°F（-200℃〜454℃）以上の温度定格があり、極端な温度のシステム媒体に非常に適しています。金属フレキシブルチューブは、浸透や吸収の許容度がほぼない場合にも適しています。

デメリット

フルオロポリマーの登場以来、金属コアチューブは通常、腐食の問題から高腐食性または酸性媒体には選ばれません。また、金属コアは繰り返しの動きと振動を伴う操作には適していません。疲労破壊に対してより脆弱だからです。

シリコーン

メリット

シリコーンコアは、柔軟性と清浄性から衛生用途の材料として選ばれるようになりました。シリコーンの典型的な温度範囲は-65°F〜500°F（-53℃〜315℃）です。

デメリット

シリコーンはかなり吸収性が高く、ホース汚染を招きます。流体がコアチューブの壁に吸収されると、現在流体システム内にある媒体に染み出すまで一定期間そこに留まる可能性があります。シリコーンの最も一般的な滅菌法であるスチーム洗浄でも、吸収された流体を完全に除去できない場合があり、シリコーンコアを速やかに損傷させる可能性があります。

また、シリコーンは多くの一般的な溶剤と非適合で、化学的適合性が限定的であることも重要です。さらに、高温は早期故障を引き起こす可能性があり、ホースが脆くなり劣化します。

フルオロポリマー

メリット

フルオロポリマーコアチューブは非常に広く使用され、衛生用途の材料としてシリコーンに取って代わられつつあります。PTFE、PFA、FEPは3つの一般的なフルオロポリマーで、典型的な温度範囲は-65°F〜450°F（-53℃〜230℃）です。

フルオロポリマーコアは、利用可能な最も化学的に不活性なコアです。非経年劣化、非粘着、洗浄が容易で、繰り返しのスチーム洗浄に耐えられます。金属コアと同様に、フルオロポリマーも低吸収率です。

新たな進歩により、フルオロポリマーコアはシリコーンに匹敵する柔軟性を獲得しました。接着技術により、ガラス繊維編み込みを層として追加して柔軟性を高められます。接着剤フリーの接着プロセスにより、コア壁への接着剤吸収の可能性が排除され、汚染のリスクが除去されます。

デメリット

フルオロポリマーコアは金属コアホースより透過性が高いです。アプリケーションが透過を許容できない場合、金属のような透過性の低いコア材料の指定を検討してください。

流体がフルオロポリマーコアチューブを通過する際に静電気を発生させることがあります。これは静電気スパークを引き起こし、ホースを損傷させ安全上の危険をもたらします。プロセスが静電気放散を必要とする場合、カーボンブラック充填コアを指定することで回避できます。カーボンにより電荷がエンドコネクションまで移動し、安全に放出されます。

熱可塑性（ナイロン）

メリット

熱可塑性、またはナイロンコアチューブは、油圧用途によく選ばれます。高圧に耐え、典型的な温度範囲は-40°F〜200°F（-40℃〜93℃）です。直径1インチまでのサイズで利用可能で、熱可塑性コア材料は優れたエコノミカルな汎用ホースと見なされ、金属やフルオロポリマーコアホースよりも圧力衝動をうまく処理できます。

デメリット

熱可塑性ホースは、構造に使用される柔らかい多孔質材料のため、高透過性でもあります。さらに、柔らかい材料は多くの他のホースタイプと比較して温度範囲が低くなっています。

ゴム

メリット

ゴムコアホースは、熱可塑性と同様の典型的な温度範囲を持つエコノミカルな汎用ホースです。ゴムホースは永久的な損傷なしに潰すことができ、特別な装置なしで製造できます。また、2インチ以上の直径サイズで利用可能で、他のタイプより大きいです。

デメリット

ゴムコアは低圧用途のみに推奨されます。見た目でも、これらのホースはより速く劣化することが知られています。

コアチューブ壁構造

産業用ホースのコアチューブ材料を最終決定する前に、コアチューブの壁構造も理解する必要があります。コアチューブ壁が滑らかであるべきか、フレキシブルストローのように曲がれる畳み込み（コンボリュート）を持つべきかを決定する必要があります。アプリケーションのホース曲げ性要件が決定を導きます。圧力、流量、排水性ニーズも同様です。

スムーズボア

メリット

スムーズボアコアでは、チューブの内壁は凹凸のない滑らかな状態です。前述のすべてのコア材料がスムーズボアで提供されます（金属を除く）。正確な流量制御が優先される場合はスムーズボアを選択してください。壁の不規則性による中断がないためです。スムーズボアコアは排水性も促進します。

デメリット

スムーズボアの主な欠点はキンク（折れ曲がり）です。特に大径で起こりやすいです。補強層がキンク対策に役立つことがよくあります。

コンボリュート（畳み込み）

メリット

コンボリュートコアチューブでは、チューブの壁がパターン状に折り畳まれ、ホースのキンクなしでの曲げ能力が向上します。金属とフルオロポリマーコアがコンボリュート壁で提供されます。

コンボリュートコアには2つのタイプがあります。ヘリカルとアニュラです。ヘリカル設計は主にフルオロポリマーコアで見られ、ホースの長さに沿って螺旋状に単一の畳み込みが続きます。排水性が懸念される場合だけでなく柔軟性にも優れ、下流方向の流れを促進します。アニュラ設計は金属コアで典型的で、連結したリングの系列を特徴とします。アニュラ金属コアは、最大柔軟性のために深い畳み込みを備えています。

デメリット

金属フレキシブルチューブは、繰り返しパターンで動く操作には適していません。動きが疲労と破損を引き起こす可能性があるためです。

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