ガスケット機構の多角的解析ガスケットが置かれる作動条件は非常に複雑で、対応する流体媒体の範囲も広範である。液体や気体がこれらの接合部から漏出するのを防ぐことは、工場が直面する重要かつ困難な課題である。フランジ接合部はポンプ軸・バルブステム・攪拌機軸などのシールと比較すると漏出量は少ないものの、その数はこれらをはるかに上回るため、プロセス機器の漏洩源として主要な位置を占める。通常、ボルトフランジ接続構造が採用されるため、設置時には初期シール要求を満たす十分なボルト予圧が必要となるが、この予圧レベルの精密制御が極めて困難な課題である。さらに、この構造におけるガスケットは、多くの要因に影響を受けるシール要素である。ガスケット密封のメカニズム特性を多角的に分析する

　　ガスケット密封のメカニズム特性を多角的に解析する

　　ガスケットとは、二つの独立した接続部品の間に挟み込む材料または材料の組み合わせである。

　　定義

一.ガスケットとは、二つの独立した接続部品の間に挟まれる材料または材料の組み合わせであり、所定の使用寿命において両部品間のシール性を維持する役割を担う。ガスケットは接合面を確実に密封し、密封媒体に対して不浸透性かつ耐食性を有し、温度や圧力などの作用に耐えられなければならない。 　　

二. ガスケットシールは通常、接続部品（フランジなど）、ガスケット、締結部品（ボルト・ナットなど）で構成されるため、特定の継手の密封性を判断する際には、接続構造全体をシステムとして考慮する必要がある。ガスケットの正常作動または故障は、設計で選択したガスケット自体の性能に加え、システムの剛性と変形、接合面の粗さと平行度、締結荷重の大きさや均一性などにも依存する。

シールをシステムとして分析することは現実的かつ科学的に合理的な方法であるが、理論だけで解決しようとすることは非常に困難な問題である。現実的なアプローチは、各構成部品の特性を個別に考慮し、それらがシステム特性にそれぞれどのように応答するかを研究し、最終的に必要な統合を経て良好な総合シール効果を得ることであり、したがって、継手から漏れが発生する場合、必ずしもガスケット自体の問題とは限らない。

ガスケット密封において、密封流体がガスケット接合部から漏れる現象には以下の三種類がある：界面漏れ、浸透漏れ、吹き抜け漏れ。

漏洩方法：

一．二つの接続部品の表面（シール面と呼ばれる）は、機械加工による微細な組織から見て粗さや変形が存在し、それらとガスケットの間には常に漏れ経路が存在します。これにより生じる流体の漏れは界面漏れと呼ばれ、総漏れ量の80～90％を占めます。

二．非金属材質の一種であるガスケットについては、材料の微細構造上、微小な隙間や毛細管が存在するため、一定の圧力を受ける流体は自然に浸透しやすく、これを浸透漏れと呼び、総漏出量の10～20％を占める。

三．ガスケットを締め付ける総荷重が何らかの理由で接合端部に作用する流体静圧とほぼ等しく減少すると、シール面の分離が生じる。この状態で流体圧力を増加させると、機械的完全性が著しく低下したガスケット（例えば作動中に材料劣化が発生した場合）では、ガスケット半径方向に作用する流体圧力によってガスケットが破断し、密封流体の大量漏洩を引き起こす。これは「ブローアウト漏れ」と呼ばれ、事故性漏洩に分類される。

上記の第二の状況については、通常、異なる材料の複合または機械的組み合わせによる非浸透性構造を採用するか、あるいはより大きな締め付け力を用いて材料をより緻密にし、漏れを減少または解消することができる。一方、第一の状況および第三の状況については、ガスケット材料の性質・ 継手の機械的特性、シール面の性質と状態、シール流体の特性、締結部品の締め付け度合いなどに関係しており、これらはガスケットのシール設計・設置・使用およびシール不良解析などの問題を解決する上でも鍵となる要素である。

ガスケットのシールメカニズムは主に二つの部分から構成される：初期シールメカニズムと作動シールメカニズムである。

密封メカニズム：

一.初期シール

　　ガスケットは、二つの接続部品のシール面において初期組立シールを形成し、作動シールを維持するために用いられる。理論上、シール面が完全に平滑で平行であり、十分な剛性を有する場合、締結部品による締め付けだけでガスケットなしにシールを達成できる（すなわちガスケットレスシール）。実際には、接続部品の二つのシール面には常に粗さが存在し、両者は絶対的に平行ではなく、剛性も限られている。さらに締結部品の柔軟性の違いや配置の分散により、受ける荷重は通常不均一である。この不均一な荷重とそれに伴う変形を補うため、二つのシール面間にガスケットを挿入し、シール面の不規則性に適合させる。初期シールを形成するための基本要件は、ガスケットを圧縮してシール面間に十分な圧力を発生させることである。これは通常「ガスケット予圧応力」または「初期ガスケット比圧」と呼ばれ、媒体が材料自体の浸透によって通過するのを阻止すると同時に、ガスケットが接続部品に対して高い順応性を保つことを保証する。すなわち、ガスケット材料が圧縮された際に生じる弾性または弾塑性変形がシール面の変形を埋め、界面からの漏洩経路を塞ぐことができるようにする。

二．作動密封

　　初期ガスケット応力がガスケットに加わった後、装置の設計寿命期間中、許容される密封度を維持するために十分な応力を保持しなければならない。これは、継手が流体圧力の影響を受けると、密封面が強制的に分離されるためである。この時、ガスケットは分離量を補うのに十分な弾性ひずみエネルギーを解放し、波歯密封に必要な作動ガスケット応力を残すことが求められる。さらに、この弾性ひずみエネルギーは、装置の長期運転中に発生する可能性のあるガスケット応力の緩和を補償する必要がある。各種ガスケット材料は、長期的な応力作用下で程度の差こそあれ応力低下が生じるためである。加えて、継手部の不均一な熱変形はガスケット応力の低下または上昇を引き起こし、加熱による締結部品の応力緩和もガスケットにかかる応力を減少させる。