klinport -metal to glass sealed...
TRANSCRIPT
KLINPO
RT
クリンポート金属とガラスの融着による完全なシール性
製品 /サービスの範囲
代理店
経済産業大臣認定高圧ガス設備試験製造認定事業所
http://klingage.co.jp/ [email protected]
レベルゲージ(直視式液面計・浮力式液面計・レベルスイッチ)、バルブ(玉形弁・コック・その他の弁)及びレベルゲージに係わる付属品の設計及び製造
ISO 9001 認証取得
URL MAIL
MAB 407-M,-N,-O
日本特許米国特許
東 京 営 業 所
大 阪 営 業 所
草 加 工 場
本 社
KLINPORT -Metal to Glass Sealed Glass
〒103-0003 東京都中央区日本橋横山町 6番 1号 Tel: 03(6661)6611 / Fax: 03(3663)6022〒550-0002 大阪府大阪市西区江戸堀 1丁目 23番 13号(肥後橋ビル 3号館 1003号室)Tel: 06(6443)1866 / Fax: 06(6445)2912〒340-0002 埼玉県草加市青柳 1丁目7番 3号 Tel: 048(935)3845 / Fax: 048(935)3848〒340-0002 埼玉県草加市青柳 1丁目7番 3号Tel: 048(935)2132 / Fax: 048(930)1310
CATALOG NO. 23 ◇2
クリンポートとは
完全なシール性
耐久性
メインテナンスフリー
堅牢性
耐震性
安全性
ガラスと金属環が直接融着しており接着剤等は一切使用していません。
クリンポートは耐蝕性、耐候性にすぐれています。
取付け、取外しが簡単で清拭が迅速容易に出来ます。
構造が簡単で堅牢であります。
金属環とガラスが完全に一体となっていてかつ、ガラスは充分に強化されていますので、耐震、耐衝撃性がすぐれています。
万一ガラスが破損したときでも破片は飛散しませんから安全です。
クリンポートはなぜ強いか
金属とガラスの融着(Glass Metal Seals)による完全なシール性金属環母材に特殊処理を施し、高温化で生成する金属酸化物とガラスが分子的に互いに融合しあって完全に融着されたものです。
最高の強度を持ったガラスを最も理想的に取り扱った製品です。ガラスの強度はガラスの種類よりも、その作られた歴史に深い関係があると云われています。即ちそのガラス製品が
といったことに関係します。
クリンポートのガラスは完全強化ガラスです。
クリンポートに使用されているガラスは、次の様な理論により強化されたものであります。
即ち、ガラスの熱膨張係数より金属環の熱膨張係数が大きい事を利用して、ガラス円板に圧縮
応力を生じさせ、強化したものであります。その強化度は近似的に次の式で求められます。
注記:「当カタログに記載の仕様等は、予期なく変更されることがあります。」
クリンポートにおけるガラスの強化理論
特殊ガラスを直接金属環内壁に強力かつ、気密に融着させ
ると共に金属環とガラスの熱膨張係数の差を利用して、ガラ
スを強化する画期的な技術が生んだ新製品であり、日本特
許・米国特許を取得し、その技術のユニークさと優秀性が証
明されております。ガラスと金属が一体になっているため、
ガラス製品としては驚異的な強さをもっています。従って、ガ
ラス破損の心配は殆んどありません。もし、ガラスが破損す
る時は、その破壊は表層部にとどまり、薄片鱗状であり、な
おかつ破壊は徐々に進行する程度ですから、破壊による内
容物の突出を未然に防げますので、安全性の面からも高い
評価を得ております。
特殊ガラスを直接金属環内壁に強力かつ、気密に融着させ
ると共に金属環とガラスの熱膨張係数の差を利用して、ガラ
スを強化する画期的な技術が生んだ新製品であり、日本特
許・米国特許を取得し、その技術のユニークさと優秀性が証
明されております。ガラスと金属が一体になっているため、
ガラス製品としては驚異的な強さをもっています。従って、ガ
ラス破損の心配は殆んどありません。もし、ガラスが破損す
る時は、その破壊は表層部にとどまり、薄片鱗状であり、な
おかつ破壊は徐々に進行する程度ですから、破壊による内
容物の突出を未然に防げますので、安全性の面からも高い
評価を得ております。
1
2
3
(1)どういう製法で作られたか。
(2)どういう加工がほどこされたか。
(3)どういう熱処理がほどこされたか。
(4)製品になってからどの様な扱いを受けたか。
(5)現在どのような使い方をされているか。
TPmo = - (N/m㎡)
1 - νg
Eg
1
Em+ + νm( )r㎡ + rg2
r㎡ - rg2
T = amtm - agtg
ガラス
金属環
Glass Metal Seals
Durability
Maintenance-free
Toughness
Earthquake-proof
Safety
本来ガラスは表面及び内部に小さな潜傷がありますとガラスに引張応力が作用
したとき、その応用集中が起りそれにより破損の原因となることが多いのです。
つまり、ガラスはその製造過程において内部に微細な固形物や傷の全くない、
またガラスが凝固した面に二次加工(研磨加工等)をほどこすことなく、つまり
自由表面から出来た製品は強度が最大となります。
クリンポートの露出したガラス面は熱処理後の加工は一切行って居りません。
又他の面は金属環に内蔵されていますから、製品となった後も損傷を受けるこ
とのない理想的な製法と構造になっています。 KPS-C型
耐用圧力1
耐用温度2
〈凡例〉
〈凡例〉
金属環とガラスの環境における半径方向の応力しめ代の係数ガラスの熱膨張係数金属環の熱膨張係数ガラスのセッティング温度(℃)金属環のセッティング温度(℃)ガラスのポアソン比金属のポアソン比金属環の内半径=ガラス円板の外半径(mm)金属環の外半径(mm)ガラスのヤング率金属環のヤング率
Pmo:T:ag:am:tg:tm:νg:νm:rg:rm:Eg:Em:
〈クリンポートにおけるガラスの強化例〉金属環の内径(ガラスの外径):60φ 金属環の内径(ガラスの外径)40φの場合
αg=48×10-7 νg=0.24 rg=20mm Eg=67666N/m㎡ tg=tm=400℃αm=112×10-7 νm=0.33 rm=30mm Em=205940N/m㎡
即ち、強化度は100.6N/m㎡であります。従ってガラス自身の強度49N/m㎡に強化分の100.6N/m㎡が上乗せされて、149.6N/m㎡の強度を有するようになります。実際には加工上の工夫によりガラスが166.7N/m㎡の強度を有するものも製作されております。
クリンポートが強いわけ
fig.2クリンポートにおけるプレストレス(圧縮歪)
クリンポートの耐用圧力は次のような式により求められます。
t:ta:Pa:A:D:σa:
ガラス板の計算厚さ(mm)ガラス板の実際厚さ(mm)最高許容圧力(MPa)ガラス板の圧力を受ける部分の面積(m㎡)ガラス板の圧力を受ける部分の直径(mm)ガラス板の許容曲げ応力(N/m㎡)で曲げ強さの1/10(クリンポートでは強化ガラスと同じで14.7N/m㎡とする)
従って、理論的には98.1MPa(1000kgf/c㎡)以上の耐用圧力も得られます。現在製作しているものでは、窓径20mmΦのもので耐用圧力49MPa(500kgf/c㎡)となっています。
クリンポートは常温から徐々にそれぞれの最高使用温度(KP-32の場合350℃)に加熱し、大気中で空冷しても破壊しません。又、230℃のグリセリンの中へ投入し、5分間加熱したのち10℃の水中に投入し急冷しても破壊しません。(ボイラ用水面計ガラスに匹敵)ご希望により一層厳しい使用条件に耐える特殊品も製作致します。例えば1.高圧用 真空~98.1MPa(1000kgf/c㎡)2.高温用 -30℃~500℃
クリンポートの種類種類 形式
KPT型
KPS型
KPF型
AX型(注2)
KPT-C型
KPT-C型
KP-308型
KP-32型
KP-34型
(注1)1Q-1 1/4" 2-2" 3-3" 4-4" (注2)1Q-1 1/4" 2-2"の2種類のみ ・尚、特殊型として機器に直接溶接をする形式も用意しています。
耐用圧力MPa(kgf/c㎡)材質
低炭素銀
及び
ステンレス鋼
-1Q -2 -3 -4
大気圧~2.0(20)
真空~2.0(20)
真空~2.0(20)
大気圧~2.0(20)
~17.3(176)
~6.9(70)
49.0(500)
15.7(160)/345.7℃
21.6(220)/372.1℃
標準型
称呼
クリンポートはなぜ強いか クリンポートの耐用圧力と耐用温度
クリンポートのメカニズムが問題です。4一般にガラス破損の原因は引張応力によるとされていますが、弊社のクリンポートは金属環によってガラスの半径方向に圧縮応力が応じています(fig.2)ので、内圧及装着時の荷重による応力(fig.3)のうち引張応力は前記圧縮応力と相殺されて、実質的には引張応力は小さなものとなります。(fig.4)従って、破壊に強いクリンポートが出来るわけです。
(112×10-7×400)-(48×10-7×400)1-0.24 1 302+20267666 205940 302-202
Pmo= - =100.6N/m㎡+ ( +0.33 )
fig.4内圧を加えたクリーンポートにおける歪量からみた実質的な応力の分布(実線){fig.2+fig.3}……重ね合わせ
fig.3等分布荷重(液圧・空圧等)によりガラス円板に生ずる最大応力(ガラスの表面及び裏面に生ずる)
APa= (MPa)4 ta2 σa π
4 D2(m㎡)A=
金属環
許容引張応力
ガラス
金属環
ガラス
金属環
ガラス+
0
-
+
0
-
fig.1金属環に依るガラス板の圧縮応力
内圧荷重によるガラス表面の応力分布
(大気側)
(圧力側)許容引張応力
+
0
-
許容引張応力
金属環
ガラス
+
0
-
内圧荷重によるガラス表面の応力分布
(大気側)
(圧力側)
許容引張応力
+
0
-
内圧荷重によるガラス表面の応力分布
低炭素鋼 及 ステンレス鋼
Fe-Ni-Co
Fe-Ni-Co
ステンレス鋼
高温高圧用
-1Q(注1)
-2
-3
-4
超高圧用
高圧用
45Φ×H
45Φ×17H
52Φ×22H
℃
標準型クリンポートの寸法表
KPS型
クリンポート ガスケット ソケット
クリンポート ガスケット ソケット
a b c d e f g h i j k m nKPS-1Q
KPS-2
KPS-3
KPS-4
KPS-1Q-G
KPS-2-G
KPS-3-G
KPS-4-G
KPS-1Q-S
KPS-2-S
KPS-3-S
KPS-4-S
25
40
70
90
G1-1/4
G2
G3
G4
46
65
95
115
クリンポート a b cKPF-1Q
KPF-2
KPF-3
KPF-4
25
40
70
90
38
55
84
109
13
18
25
35
クリンポート a b c
KPT-1Q
KPT-2
KPT-3
KPT-4
25
40
70
90
R1
R2
R3
R4
46
65
95
115
d e f
31
43
50
58
25
33
37
43
6
10
13
15
31
43
50
58
19
27
27
29
クリンポート a b c d eAX-1Q
AX-2
25
40
R1
R2
19
24
6
6
2.5
4
38
55
84
109
3
5
5
5
26
41
71
91
1.5
1.5
1.5
1.5
56
78
108
139
24
34
35
40
39
56
85
110
7
15
21
23
p17
25
25
27
KPF型 AX型
-1/4
-1/4
KPT型
※KPS用ソケットご希望の際は別に御下命下さい。
ガスケットはKPS型と共通
標準型の仕様と定格表
使用条件限定グラフ
S25C
2.0(20)
250
1a
SUS304
2.0(20)
230
1b
S25C
2.0(20)
200
2a
SUS304
2.0(20)
180
2b
S25C
1.8(18)
120
3a
SUS304
1.8(18)
100
3b
S25C
1.8(18)
90
4a
SUS316
1.8(18)
80
4b
材質
耐用圧力MPa(kgf/c㎡)耐用温度 ℃可視部径mmガラス厚さmmグラフ指標
40
11(AX-2型は7mm)
KPT-4KPS-4KPF-4
KPT-3KPS-3KPF-3
KPT-2KPS-2KPF-2AX-2
70
11
90
14
KPT-1QKPS-1QKPF-1QAX-1Q
品名
25
5
300
200
100
00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.00 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
MPa(kgf/c㎡)
注:本表は諸規則に基き安全率を10にとっております。
1a
1b
2a
2b
3a
3b4a
4b
ae
g
d
f b
i
h f b a m j
pn
kc
KPS-1Q及2 ハ6角形KPS-3 及4 ハ8角形
c
KPT-1Q及2 ハ6角形KPT-3 及4 ハ8角形
a
efd
b
a b
c
ad
c
b
e
高圧用クリンポートの寸法表(KPT-C・KPS-C)
超高圧用クリンポート(KP308型)
KPT-C1QKPT-C2KPT-C3KPT-C4
21366686
R1-1/4R2R3R4
466595115
38455865
32354550
6101315
12.715.920.625.4
14141418
17.3(176)9.1 (93)2.9 (30)2.9 (30)
25407090
25.9(264)13.7(140)4.4 (45)4.4 (45)
クリンポートKP-308型寸法
KP-308-2KP-308-3
2024
1519
超高圧用液面計
L VL L VL L VL
29.4MPa(300kgf/c㎡)
形式名 定格
型名 H mm t mm
T300K
T500K
クリンポートKP-308-2
5P 9P7P
580
680
340
420
29.4(300)49.0(500)
型名
740
880
660
820
500
620
900
1,080
標準寸法
耐用圧力MPa(kgf/c㎡)
水圧試験MPa(kgf/c㎡)
58.8(600)78.5(800)
aφAφ
e
g
t
b
df
c
KPT-C1Q及2は6角形KPT-C3 及4は8角形
aφAφf
eg
t
b
df
c
KPS-C1Q及2は6角形KPS-C3 及4は8角形 LVL
高圧側
24φ 20φ45φ
t
H型 名 圧力MPa(kgf/c㎡)
水圧試験MPa(kgf/c㎡)A a b c d e f g t
(最小)耐用温度℃
25020012090
KPS-C1QKPS-C2KPS-C3KPS-C4
21366686
G1-1/4G2G3G4
466595115
31435058
25333743
385584109
3555
14141418
13.2(135)6.9 (70)2.9 (30)2.9 (30)
25407090
20.1(205)10.3(105)4.4 (45)4.4 (45)
型 名 圧力MPa(kgf/c㎡)
水圧試験MPa(kgf/c㎡)A a b c d e f g t
(最小)耐用温度℃
25020012090
近年、石油化学、合成化学工業等の装置には非常に高圧下で処理されるプロセスが多くなり、装置の安全運転
上、内部の監視の必要にせまられております。このような場合従来のガラス単体による液面計又は覗き窓では、
ガラスの破損事故等の懸念がありました。
弊社では、常用圧力49.0MPa(500kgf/c㎡)という驚異的な耐圧性をもったクリンポートKP-308型を開発し、こ
の様な厳しい条件下でも安全にご使用頂ける液面計サイトグラスを製作しております。
49.0MPa(500kgf/c㎡)
クリンポートKP-308-3
ボイラ用(高温・高圧)水面計について
日本クリンゲージではクリンポートをクロスグラス用として採用し、より安全に高温・高
圧にも使用できるクロスグラスを製作しています。
従来クロスグラスはガラス部のシール機構から、高圧箇所での使用を避けていました。
本品はクリンポートの金属環部分で完全にシールしますので、ガラス部には締付荷重が
直接かかりません。そのため、ガラス取付け、取替え等の作業も容易になり、ガラス破損
の心配はほとんどなくなりました。
または、シールパッキングも金属パッキング等の選択も出来ますので、高温・高圧箇所へ
使用が可能となります。
高温高圧ボイラ用クリンポート(KP-32・KP-34型)
高圧側t
H
φDφd
特殊寸法のクリンポート使用により、既設サイトグラス及び
丸窓覗きグラスの置き換えも出来ます。
日本クリンゲージが水(液)面計専業メーカーとしての永年の経験と斬新な技術により、
開発に成功した驚異的な耐圧、耐熱性を有するクリンポートで、
下記に示す様な仕様で製作されています。
寸法(mm)
45
52
20
20
17
22
20
15
ΦD Φd H t
BN210EBT200E
適用水面計型式
BN200EBT200EBN201EBT201E
15.7(160)
21.6(220)
耐用圧力Mpa(kgf/c㎡)
345.7飽和
372.1飽和
耐用温度℃材質
KP-32
KP-34
Fe-ni-Co
Fe-ni-Co
クリンポート型名
クロスグラスについて
高圧ボイラ水面計用クリンポート(KP-32・KP-34型)の仕様と定格
特にクリンポート”KP-32、-34”型は高温・高圧ボイラ用水面
計に要求される急激な温度の変化、あるいは高温より低温
への繰り返し等、熱的及び機械的な種々な衝撃や外力に対
し充分な強度を持ち、ひび割れ剥離の生ずることのない融
着界面を維持するように考慮された特殊金属と特殊配合の
High Silica Glassを用いクリンポート独自の製法により製作
されています。
高温高圧ボイラ用水面計として従来からマルチポート型水面計が主流になっていますが
ほとんどはガラス部分がフローティング式機構で、一応ゲージガラスの破損防止・気密性
の向上を意図されていますが、高温高圧下で使用される為、ガラス破損の危険が絶えず、
また高温化での温度サイクル等により機密保持期間が短くユーザー各位の要望を充たし
ているとはいえない実状であります。
日本クリンゲージでは、「クリンポートKP-32,34型」の開発により、ガラスの飛散という危
険を一掃し気密保持期間の延長改善が実現できました。
高温高圧用KP-32型