Oリングとベローズ、どちらが漏れに強い？化学プラントのシール性能比較

化学プラントでは「漏れないこと」が最優先事項です。特にガスや有害物質を扱う設備では、シール性能の良し悪しが安全性・操業安定性・保全コストを大きく左右します。その中でよく比較されるのが Oリング と ベローズ です。

本記事では、化学プラントの実務視点から「どちらが漏れに強いのか」を軸に、両者のシール性能の違いと使い分けの考え方を整理します。

ベローズは化学プラント向け設備で、とてもよく使います。Oリングと似た感覚で使用できますし、ベローズの方が便利な場面も多いです。ベローズでもOリングでも良いという場合も多いので、どちらが安心感があるかという比較ができるようになると、機械屋として一歩成長できるでしょう。

Oリングの方が強い

Oリングとベローズでは、Oリングの方が強いです。シール性がOリングの方が優秀なので、耐圧強度を確保したい場合には、Oリングタイプを選びましょう。

というのも、Oリングとベローズでは可動寸法が違います。
静止面に使用するOリングでは、一度セットしたらOリングは動くことは基本的にはありません。
運動面に使用するOリングでも、シャフトの回転に引きずられて多少動く程度です。仮にシャフトと同じ速度で運動している状態ではOリングはシールとしての機能を失っています。

一方で、ベローズは伸縮長さを担保する部品であるがゆえに、一定の可動寸法を持ちます。変形量が多い部品ほど強度が弱くなるのは、物理的な原則ですので、ベローズの方が強度的に弱いと考えて良いでしょう。化学プラントでは反応器の軸封などで、Oリングタイプとベローズタイプがあります。Oリングタイプの方が強度が強いので、そういう目でカタログをご覧ください。

Oリングの方がコンパクト

Oリングの方がベローズよりもコンパクトに仕上げることができます。シール部が動いて変形に追従することが求められるベローズの方が、サイズが大きくなるのは当然です。

装置が大きくなることはできるだけ避けたいので、Oリングはメリットがあります。とはいえ、化学プラントでOリングだからコンパクトになって助かった、という例は私は出会ったことがありません。

ベローズは内部部品向け

ベローズは化学プラントでは内部部品向けによく使います。プラントで扱う薬液に対して、装置の内部部品はいろいろな性質を求められます。Oリングだと内部部品が動く場合には向きません。

内部部品は、動きが求められるものが多くOリングで無理矢理構造を作るよりも、よっぽど楽に作れます。粉体設備などは内部部品をしっかりシールしていないと、設備が壊れたります。

少なくとも動く部分にOリングは使わず、ベローズを使います。もちろん、動かない部分なら内部部品でもOリングという場合はあります。

ベローズは異物混入に強い

ベローズは異物混入に強いです。シール性では劣るベローズですが、動作型Oリングのように摩耗の心配がありません。粉体設備では、異物混入のリスクを抑えるために、ベローズが好まれます。

価格はベローズの方が有利

化学プラント向けにはベローズの方が安い場合が多いです。Oリングはフッ素系でも高価なパーフロ系などを使う必要があります。ベローズの場合は、フッ素の種類を問うことが少ないため、パーフロで作るよりも安い場合が多いです。

Oリングでも汎用的なフッ素系なら、安価に仕上げられますが、化学プラントに限定すると汎用的ではありません。この辺りが、化学プラントならではですね。

ベローズは回転に注意

ベローズを回転部シールとして使う場合は、注意しましょう。

長手方向の伸縮に追従することが求められるベローズが、回転方向の動きにもつ以上させようとすると、受ける力が複雑になります。

１つの部品で１つの機能を持たせると分かりやすく、寿命も長くなることが期待できますが、複数の機能を持たせるほど、寿命が短くなります。

便利なように見えて、デメリットはしっかりあります。

参考

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最後に

Oリングとベローズのどちらが「漏れに強いか」は、使用条件によって答えが変わります。静的で安定した条件ではOリングが非常に信頼性の高い選択肢になります。一方、軸の回転や往復動を伴う設備では、ベローズによる完全隔離が不可欠です。

重要なのは「どちらが優れているか」ではなく、どの漏れリスクを許容し、どこを最優先で守りたいかを明確にしたうえで選定することです。

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