顧客が380℃のMTCを依頼したとき、私たちが話しているのは単なる「高温」ではありません

「高温」という言葉について

この業界では、「装置の最高使用温度はどれくらいですか？」という質問を頻繁に受けます。通常、私たちは「標準モデルは220℃まで」とお答えし、そこで会話は終わることが多いです。しかし、先日メキシコのお客様から寄せられた問い合わせが、状況を一変させました。

お客様はダイカスト機に油式金型温度制御装置（MTC）をご使用になりたいとのことで、必要温度は380℃でした。

公平に言うと、ダイカスト業界において380°Cは極端な温度ではありません。アルミニウムのダイカストでは通常、金型温度が約180～220°C程度ですが、特殊な工程やマグネシウム合金のダイカストでは、それより高い温度が求められる場合もあります。ただし、ここでの要点は次の通りです：オイルを380°Cまで加熱できることと、380°Cでシステムを安定して長期間運用できること——この2つは、まったく別次元の課題です。

本日は、この事例をもとに、高温MTC（マルチ・テミナル・コントローラ）の背後に潜む「見えないコスト」についてお話しします。

220°C vs. 380°C：単なる160°Cの差ではありません

220°C対応の標準MTCでは、ポンプ・配管・シールなど、比較的成熟した構成が用いられます。しかし、温度を380°Cまで引き上げると、システム全体の材料選定の根幹から見直す必要が生じます。

まず、オイルポンプについてです。熱伝達油の温度が220℃から380℃に上昇すると、その粘度、潤滑性、およびシール材に対する攻撃性はまったく異なります。標準的なポンプに使用される機械式シールは高温で急速に劣化し、間もなくオイルの漏れが発生します。この温度域では、耐熱磁気駆動ポンプ、あるいは特殊なシール構造を備えたポンプが必要となり、それに伴ってコストも上昇します。

次に、熱伝達油そのものについてです。すべての熱伝達油が380°Cまで耐えられるわけではありません。市販の鉱物系熱伝達油の多くは、最高使用温度が約300～320°Cです。380°Cまで対応するには、熱的安定性が高く、コークス化しにくい合成系熱伝達油が必要ですが、価格はおよそ2倍になります。顧客がコスト削減を理由に互換性のない油を使用すると、短期間で配管内に炭素堆積物がたまり、加熱部品の焼損は時間の問題となります。

配管およびバルブについても同様です。この温度域では、304ステンレス鋼製配管が最低限の基準であり、バルブも高温・高圧に対応できる仕様である必要があります。一般のボールバルブのシール材は380°Cで軟化・変形しますので、高温対応のグローブバルブや特殊シール構造を備えたバルブを用いる必要があります。

フランジ接続かねじ式接続か——それが問題です

接続方式について検討した際、私はこのメキシコのお客様に対し、380°Cの用途ではフランジ接続を採用するよう明確にご提案しました。

その理由は単純です。ねじ式接続は、ねじの噛み合いとシール材（テフロンテープやシール剤）によって漏れを防いでいますが、380°Cという高温では金属の熱膨張によりねじ部に微小な隙間が生じやすく、また高温下での長時間使用によりシール材の劣化・破損が加速します。一度油が漏れると、380°Cの熱伝達油が空気中に出ることになり、「わずか数滴の油漏れ」と軽く見過ごすことはできません。熱伝達油の自然発火点は通常350～400°Cですが、長期間高温で劣化した油の引火点は低下し、漏れそのものが重大な安全リスクとなります。

フランジ接続の利点は、対向面にガスケットを挟んでボルトの締付け力で密封する点にあります。熱膨張が生じても、ボルトの弾性変形によってある程度補償されるため、密封面同士は接触したままになります。金属メッシュで包んだグラファイトガスケットを使えば、高温・高圧下でも性能が安定します。

顧客がねじ式接続を強く希望する場合はどうすればよいでしょうか？

絶対に不可能というわけではありませんが、シール材を変更する必要があります。一般的なPTFEテープは380℃で直接分解してしまうため、耐熱性の高いシール剤や特殊シール材への切り替えが必要です。ただし正直に申し上げると、この温度域でのねじ式接続は、市販のタイヤをF1サーキットで走らせるようなもの——走らせることはできますが、常に神経を尖らせた状態で運用せざるを得ません。

高温用MTCの「隠れた限界」

ポンプや配管だけではありません。380°C用ユニットでは、電気部品を熱源から離す必要があり、制御盤には特別な熱管理が求められます。そうでないと、長期間高温にさらされた電子部品の寿命が大幅に短縮されます。また、加熱素子の表面負荷も厳密に制御しなければならず、局所的な過熱により伝熱油が熱分解・炭化してしまいます。さらには、膨張タンクの設計においても、高温下での伝熱油の蒸発を考慮する必要があります。

ユーザーはこうした点に目を向けませんが、これらが設備を単に「動作する」ものにするか、それとも真正に「長寿命」を実現するものにするかを決めるのです。

私が強調したいポイント

350°Cでも380°Cでも、高温用MTCを選定する際は、「最高使用温度」という数値だけに注目しないでください。

サプライヤーにさらにいくつかの質問をしてください：ポンプの構成は？ どの熱伝達油のグレードが指定されていますか？ どのような接続方法をお勧めしますか？ 配管およびバルブの温度耐性はどの程度ですか？

こうした質問に詳しく答えられるサプライヤーは、信頼できる設備を納入してくれる可能性が高いでしょう。

産業用機器においては、結局のところ「トラブルが少ないこと」がビジネスの本質です。