ガス輸送ホースの材質は直接その適応シーン、安全性と使用寿命を決定し、異なる材質は化学互換性、耐温性、耐圧性、浸透性などのコア性能に顕著な差があり、さらに応用範囲に影響し、具体的な影響は以下の次元から展開できる:
一、化学互換性:適合ガスの種類を決定する
材質と輸送ガスの化学反応リスクは、選択型の最も重要な考慮事項である:
ゴム類(天然ゴム、ニトリルゴム):天然ゴムは耐アルカリ性が比較的に良いが、有機溶媒(例えばガソリン、トルエン)に腐食されやすく、空気、窒素などの不活性ガスにのみ適用できる、ニトリルゴムは耐油性、耐有機溶剤性が強く、プロパン、ブタンなどの炭化水素系ガスを輸送することができるが、強い酸化性ガス(例えば塩素ガス、オゾン)には耐性がなく、老化亀裂が発生しやすい。
プラスチック類(ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレンPTFE):ポリエチレンは耐酸耐アルカリ性であるが、強酸化性ガス(例えば濃硝酸揮発ガス)に対する耐性が悪く、低圧不活性ガスの輸送に適している、PTFE(テフロン)は化学安定性が強く、強酸、強アルカリ、強酸化剤に強く、フッ素、塩素、フッ化水素などの腐食性ガスを輸送でき、化学工業、半導体業界の核心的な選択である。
金属類(ステンレス鋼、銅):ステンレス鋼(316 L)の耐食性は普通の鋼材より優れ、酸素、水素などを輸送することができるが、硫黄含有ガス(硫化水素など)に接触すると応力腐食が発生しやすい、銅材質はアンモニアガスと反応して銅アンモニア錯体を生成しやすく、アンモニアガス輸送に使用することを厳禁し、そうしないと管壁の腐食、ガス汚染を招く。
二、耐温性:応用環境温度範囲を限定する
異なる材質の耐温上限と下限の差異は、高低温シーンに適合するかどうかを決定する:
低温情景:普通のゴムは-20℃以下で硬化しやすく脆く割れやすく、コールドチェーン環境のガス輸送に使用できない、一方、三元エチレンプロピレンゴム(EPDM)は低温に耐えて−50℃に達することができ、PTFEは−200℃まで低温に耐え、液体窒素による低温ガス輸送(例えば低温窒素)を満たすことができる。
高温シーン:ポリエチレンは80℃以上で軟化変形しやすく、常温ガスにのみ適用できる、シリコーンゴムの耐温上限は約200℃であり、エンジンルーム内の高温排ガスサンプリングに用いることができる、PTFEの耐温度は260℃に達することができ、化学反応釜の高温ガス(例えば180℃の蒸気、熱窒素ガス)輸送に適している。
三、耐圧性:適用圧力等級に影響する
材質の機械的強度はホースの耐圧能力を決定し、高圧シーンの安全性を直接関連付ける:
低圧シーン(<0.6 MPa):PVC材質ホースは軽量で、コストは低いが、耐圧性は悪く、実験室の低圧ガス(通風ケース内の不活性ガスパージなど)にしか適用できない、EPDMなどのゴムホースの耐圧は1.0 MPaに達することができ、民間ガス(天然ガスなど)の低圧輸送に使用することができる。
高圧シーン(>1.0 MPa):プラスチックホース(例えばPTFE)は編組補強層(例えばガラス繊維、ステンレス鋼糸)を組み合わせる必要があり、耐圧は10 MPa以上に達し、高圧水素、酸素の工業輸送に適している、純金属ホース(例えばステンレスコルゲートチューブ)の耐圧は最高30 MPaに達し、石油化学工業の高圧プロセスガス輸送に使用できるが、頻繁に折り曲げて金属疲労を起こさないように注意する必要がある。
四、浸透性と清浄度:気体純度要求に関係する
材質のガス透過性と表面清浄度は、高純度、高潔清浄度ガスへの応用にとって重要である:
高純度ガスシーン(例えば半導体用電子ガス):通常のゴムホースは浸透性が強く、外部不純物(例えば空気、水分)の浸入を招きやすく、或いは管内ガス(例えばヘリウムガス)の漏洩を招き、ガス純度に影響を与える、一方、PTFEホースの浸透性は極めて低く、内壁は滑らかで吸着がなく、ガスが管壁不純物に汚染されることを回避でき、チップ製造における「99.9999%純度」の要求を満たす。
食品医薬シーン:シリコンゴムホースは無毒、異臭がなく、しかも高温滅菌(121℃高圧蒸気)ができ、食品級二酸化炭素(例えば炭酸飲料ガス充填)、医薬用酸素の輸送に適している、PVCホースは可塑剤を放出する可能性があり、食品接触系ガス輸送に使用することは厳禁されている。
以上より、ガス輸送ホースの材質の選択は「輸送ガス特性(腐食性、純度)、応用環境(温度、圧力)、安全要求(漏れ、汚染なし)」をめぐって整合しなければならず、誤った選択はホースの破損、ガス漏れ、さらには安全事故を引き起こす可能性があり、具体的なシーンと合わせて正確に判断しなければならない。