高圧水素貯蔵用途におけるグリースコーティングされたゴムの摩擦学的性能

ゴム材料は高圧シール応用において継続的な摩耗にさらされています。高圧水素貯蔵および給油システムにおいて往復スライディングで稼働するゴムシールの接着摩耗およびそれに伴う漏れのリスクに対処するため、本研究では高圧水素トライボロジー試験を実施しました。316Lステンレス鋼ボールを使用してシリカ充填ニトリルブタジエンゴム（NBR）に対するボール・オン・ディスクの往復試験を行い、摩擦応答および摩耗形態の進化を、周囲空気、1 MPa水素（H2）、50 MPa H2、50 MPa窒素（N2）、およびグリースコーティング条件下で比較しました。ドライスライディング条件下で、空気および水素中のNBRの摩擦係数（COF）は1.34〜1.44でしたが、50 MPa N2では著しく0.942に低下しました。四つのドライ条件下での摩耗体積は約0.292〜0.320 mm³の範囲に集中していました。グリースコーティング後、空気中および50 MPa H2での定常状態COFはそれぞれ0.099および0.105に低下し、摩耗特性はリッジ状の摩耗パターン/裂け穴から、わずかな走行痕のある規則的で滑らかなくぼみへと変化しました。結果は、潤滑膜が直接の金属–ゴム接触を効果的に隔てることができ、スティック–スリップを抑制し、高圧水素中での低摩擦、低摩耗、高度に安定したインターフェースを可能にし、水素サービスにおけるゴムシールの信頼できる運用のための実用的なエンジニアリングルートを提供することを示しています。