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フレキシブル・ホースのエンド・コネクション・タイプと用途

 

フレキシブル・ホースのエンド・コネクション・タイプと用途

2019年7月1日 | Doug Nordstrom

エンド・コネクションの役割は、流体システム内のコンポーネントを安全かつ確実に接続すること。たったこれだけです。 しかしいざ流体システムの設計に取り掛かってみると、あまりにも多くの種類の ホースやフレキシブル・チューブ用のエンド・コネクション があることに戸惑ってしまう方もいるのではないでしょうか。選択したエンド・コネクション・タイプが不適切だった場合、プロセスに不具合が生じて 作業員を危険にさらす ことになったり、収益に多大な影響を与えたりするおそれもあります。 そこで、設計エンジニアや施設マネージャーがエンド・コネクションの性能を定期的にチェックしたり、別のタイプのエンド・コネクションに置き換えて効率化や流体システムの品質向上を図ることができないかを検討したりすることが重要になるのです。

ホースのコア・チューブ材料、補強材、カバーが決まったら、エンド・コネクションの選定に取り掛かりましょう。 エンド・コネクションを選定する際に考慮すべきポイントは、業界規格、ホース・タイプ、システム仕様の3点です:

1. 業界規格を考慮する

業界ごとに特有の用途がある上、それぞれ必要なエンド・コネクションも異なります。 高パフォーマンスの流体システムを実現・維持するには、それぞれの業界の用途に適したエンド・コネクションを選定することが重要になります。 エンド・コネクションを使用する一般的な業界、そして業界ごとのアプリケーションで使用するエンド・コネクションに必要な仕様につきましては、以下をご参照ください:

  • 製薬/バイオ製薬/バイオテクノロジー
    製薬/バイオテクノロジー業界において、流体システム設計時の最重要事項となるのは衛生です。 この業界で使用するエンド・コネクションは、クリーニングを容易に行うことができるかが重要なポイントになります。これは、クリーニングの際にシステムを分解する場合はもちろん、CIP(clean-in-place)プロセスであっても同じです。 エンド・コネクションの表面は、細菌が増殖しにくく、かつ耐食性に優れていることが求められます。
  • 半導体
    半導体業界 において、流体システム設計時の最優先事項となるのは、材料の清浄度です。 半導体産業で使用されるホースのエンド・コネクションは、厳格に要求される高度な清浄性を維持しなければなりません。繊細な機械加工でコンタミネーションの滞留や腐食に対応する処理が施されたエンド・コネクションが選定されます。
  • 一般産業
    上記以外の業界における流体システム・アプリケーションでは、設計時のポイントとなるのは、高圧下でのエンド・コネクションや継手の性能です。 なお、高圧に対応するため、チューブの前処理が別途必要となる場合もあります。

2. ホース・タイプを考慮する

  • 耐透過性/耐薬品性 
    エンド・コネクションの要件は、各アプリケーションで求められる耐食性や透過性のニーズによって変わります。 ホース材料にはある程度の透過性があるため、使用前にテストを行ってアプリケーションに適しているか確認することをお勧めします。 同様に、耐薬品性は、大半の流体システム・アプリケーションに求められる要件です。 化学反応やシステムの損傷/腐食を防止するには、適切なホース材料を選定することが極めて重要になります。
  • 各温度における最高使用圧力
    流体システム・コンポーネントは、各アプリケーションで求められる圧力/温度に対応出来なければなりません。 油圧用途の一般産業用などの高圧/高温のアプリケーション(の場合、シングル・ブレードまたはダブル・ブレード付きの環状コンボルーティッド・コア・ホースを選定するのが一般的です。 高圧/高温用ホースの要件は、ダイナミック(動的)・アプリケーション(ホースに曲げが生じる、または位置の変動があるアプリケーションで求められる要件とよく似ており、ホースの選定時に考慮すべきポイントとなります。
  • ホース材料
    一般的な用途には、金属製コアが適しています。 金属製コア・ホース の使用温度範囲は-198~454℃です。このような高温に対応できるのはメタル・コア・ホース以外に無いというケースも少なくありません。 一方、シリコーンは、その柔軟性からサニタリー業界でよく使用されています。 しかし、シリコーンの耐薬品性には限界があり、かつ吸着性も有しているため、コンタミネーションの原因にもなります。 このような理由から、サニタリー業界ではコア材料にフルオロポリマーを使用するケースが増えています。 代表的なフルオロポリマーにはPTFE、PFA、FEPの3種類があり、シリコーンよりも若干高い温度まで使用することができます。 また、サーモプラスチック(ナイロン)・ホース は高圧に対応できるため、油圧用途でよく使用されています。ゴム・コア・ホース は安価なため、主に低圧アプリケーションで広く使われています。

3. システム仕様を考慮する

いよいよシステムにホースを接続するためのエンド・コネクションの材料/タイプを選定します。 システムおよびホース・エンド・コネクションの材料は、同一のものを選んでください。 大半のエンド・コネクションは、外観がよく似ていても、寸法やねじは若干異なっています。よって確実に互換性があるとは言い切れません。

適切なホースのエンド・コネクション・タイプを選定するには、以下の事項も併せて考慮してください:

  • 取り付けの難易度や耐久性: エンド・コネクションの交換頻度はどのくらいか、交換が必要な場合は、定期的にエンド・コネクションを交換しやすいかといった点を検討しましょう。
  • 在庫の簡素化 : 流体システムの性能、適合性、仕様の3点が、ホース・エンド・コネクションの選定時における重要ポイントとして挙げられますが、選定したエンド・コネクションがオペレーションに与える影響についても検討する必要があります。 コンポーネントの在庫のしやすさ、再注文プロセスの簡素化、ベンダーやコンポーネントのOEMの統一といった点も考慮しましょう。
  • ホース・エンド・コネクションのコスト: 流体システムのコンポーネントを選定するにあたり、コストを常に考慮すべきなのは言うまでもありません。しかし、頻繁に交換が必要になった場合の生涯コスト を考えれば、廉価なコンポーネントを使用する方が結果的に高くつくこともあるのです。

残念ながら、上記のフレキシブル・ホースのエンド・コネクション・タイプに関する考慮事項は、簡単に実行できるとは限りません。 エンド・コネクションなどのコンポーネントを選定する際に全体的な流体システム設計を評価するのは、設計エンジニアだからです。

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