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すべての配管システムは、どんなに複雑であっても、最終的には「一時停止標識」が必要になります。定期メンテナンスのためにパイプを遮断する必要がある場合でも、将来の拡張のために開口部を密閉する必要がある場合でも、システムを安全で漏れのない状態に保つためには、適切な終端点を選択することが重要です。
標準サイズがどれくらいなのか気になる方は、 ブラインド フランジの 直接の答えは、最も一般的な工業規格である ASME B16.5 では、通常、1/2 インチ (DN 15) から 24 インチ (DN 600) の範囲であるということです。ただし、正しいサイズを見つけるには、パイプの直径を測定するだけでは不十分です。また、水道や消防など、勤務している特定の業界によっても異なります。これらの業界では、ダクタイル鋳鉄や溝付きシステムなどの異なる規格が使用される場合があります。
この記事では、標準的なスチール フランジの寸法の完全な内訳と、圧力定格がフランジの物理的サイズにどのような影響を与えるかを学びます。また、特定の業界向けの独自のサイズ標準も検討し、プロジェクトの要件に正確に適合することを確認できるように支援します。
「標準」ブラインド フランジについて話すとき、ほとんどの場合、米国機械学会 (ASME) によって設定された 2 つの特定の規格を指します。これらの規格は、フランジがパイプに安全に適合するために必要なフランジの幅、厚さ、重さを正確に規定します。
ほとんどのプロジェクトでは、ASME B16.5 がルールブックです。これは、石油、ガス、化学処理業界で使用される最も一般的な規格です。既製のブラインド フランジを注文する場合は、これらの仕様に従って構築される可能性があります。
この規格は特定の範囲をカバーしています。
範囲: NPS 1/2 (最小) ～ NPS 24 (最大)。
用途: 標準圧力定格が必要な一般産業用配管システム。
ボルト穴と面の寸法が標準化されているため、あるメーカーの 4 インチ フランジが別のメーカーの 4 インチ バルブに完全に適合します。私たちはこの互換性を利用して、建設をスムーズに進めます。
場合によっては、プロジェクトでは大規模なものが必要になることがあります。 24 インチを超えると、B16.5 の領域を出て、ASME B16.47 に入ります。この規格は、配管業界の「巨人」を扱います。
NPS 26 から NPS 60 までのサイズをカバーします。ただし、ここで少し注意が必要になります。 B16.47 では、これらの大きなフランジを 2 つの異なるカテゴリに分類しており、 がありません。 相互に互換性
シリーズ A: より厚く、より重く、より強力です。通常、これらは古い MSS SP-44 標準と一致します。外部からの負荷やストレスが大きい場合に使用します。
シリーズB： 軽量・コンパクト化を実現しました。これらは通常、API 605 標準に準拠しています。重量 (およびコスト) の節約が優先される、重要ではないアプリケーションにこれらを選択することがよくあります。
警告: シリーズ A ブラインド フランジをシリーズ B フランジにボルトで固定することはできません。ボルト穴のパターンが異なります。
世界市場では単位が混在した図面をよく見かけます。米国では通常、NPS (インチ単位の公称パイプサイズ) が使用されますが、ヨーロッパとアジアの一部では DN (ミリメートル単位の公称直径) が使用されます。
チートシートがあると便利です。以下は、最も一般的な標準サイズ間の変換に役立つ早見表です:
| NPS (インチ) | DN (ミリメートル) | 一般的な用途 |
|---|---|---|
| 1/2」 | DN15 | 計器接続/排水管 |
| 1' | DN25 | 小口径配管 |
| 2 | DN50 | プロセスライン |
| 4' | DN100 | 主要配電線 |
| 8」 | DN200 | 産業用ヘッダー |
| 12' | DN300 | 大規模な電源供給 |
| 24' | DN600 | ASME B16.5の制限 |
「4 インチ」ブラインド フランジを注文するときは、金属ディスクの実際の幅ではなく、接続先のパイプのサイズを参照します。この区別は人々を混乱させることがよくあります。 4 インチのフランジは幅が 4 インチだけではありません。
フランジの物理的なサイズは、保持する必要がある圧力の大きさに応じて大幅に変化します。圧力定格が上昇するにつれて、フランジも強化する必要があります。厚くなります。外径（OD）が拡大します。高圧流体を収容するには、低圧水よりもはるかに多くの固体鋼が必要です。
したがって、高圧ライン用の 4 インチ フランジは、低圧ドレン用の 4 インチ フランジとはまったく異なる外観になる可能性があります。これらは同じパイプ サイズに適合しますが、物理的に同じサイズではありません。
ASME B16.5 規格では、これらの圧力機能を特定の「クラス」にグループ化しています。エンジニアがそれらを「ポンド」と呼んだり、仕様書に記号「#」を目にしたりするかもしれません。標準クラスは次のとおりです。
クラス150
クラス300
クラス400
クラス600
クラス900
クラス1500
クラス2500
実際の例を見て、これらのサイズがどの程度拡大する可能性があるかを見てみましょう。 24 インチの大きなブラインド フランジを考えてみましょう。
クラス 150 の場合: 外径 (OD) は約 32 インチです。大きいですが、扱いやすいです。
より高いクラスの場合: クラス 600 またはクラス 2500 にアップグレードすると、OD は大幅に大きくなります。フランジは巨大になり、非常に重くなります。
外幅だけではありません。ボルトの形状も変わります。極度の圧力下でシールをしっかりと保つには、より大きくて強力なボルトが必要です。その結果、ボルト穴の径が大きくなる。 「ボルト サークル」（これらの穴が位置する目に見えないリング）は外側に移動します。これにより、弱いクラス 150 フランジを危険な高圧クラス 600 パイプに誤ってボルトで固定することが防止されます。穴が合わないだけです。
ブラインド フランジを選択する場合、直径だけを見ることはできません。 「面」にも注目する必要があります。これは、ガスケットが配置される表面積です。これにより、フランジがパイプに対してどのようにシールされるかが決まります。間違った面タイプを選択すると、漏れが発生したり、機器が損傷したりする危険があります。
これは業界の主力製品です。ほぼすべての標準的なスチール配管システムでレイズドフェイス フランジが見られます。穴の周りに小さな「リップ」が付いています。これにより、より小さなガスケット領域に圧力が集中します。
ほとんどの石油およびガス用途で優れたシールを提供するため、私たちはこれらを使用しています。取り付けも交換も簡単です。
場合によっては、鋳鉄バルブや青銅製継手のような脆性材料で作られた機器に接続する必要があります。ここで面上げフランジを使用すると、集中した圧力により鋳鉄に亀裂が生じる可能性があります。材料では処理できない曲げモーメントが発生します。
このような場合には、平面フランジを使用します。盛り上がったリップはありません。接触面は完全にフラットです。これにより、ボルトの力が面全体に均等に分散され、壊れやすい嵌合部分を損傷から保護します。
非常に高い圧力や灼熱の温度など、状況が極端になると、標準のガスケットが故障する可能性があります。ここで、リングタイプジョイントについて説明します。
これらのフランジの表面には深い溝が刻まれています。この溝に固体の金属リング（通常は軟鉄または鋼）を配置します。ボルトを締めると、金属リングが溝に押し込まれ、金属間のシールが形成されます。信じられないほど頑丈です。
現代のエンジニアリングでは、特に重量が問題となる場合、高度なコンパクト フランジを使用します。これらのデザインは、シーリングに対する私たちの考え方を変えるものであるため、魅力的です。
標準フランジとは異なり、IXシールリングと呼ばれる特殊な機構を採用しています。通常のフランジでは、内圧によってシールが押し開かれようとします。コンパクト フランジでは、その逆が起こります。
仕組み： IXシールリングは弾性エネルギーを利用しています。液体が内側の「ヒール」を越えて漏れようとすると、内部圧力が実際にシール リングを押します。
結果: 圧力により が強化されます。 シール作用圧力が高いほど、よりしっかりと保持されます。
これらは海底作戦や原子力用途で頻繁に見られます。このような環境では、軽量化が重要です。コンパクトなフランジは、標準の高圧フランジのような巨大なサイズを必要とせずに、高いパフォーマンスを提供します。
| 顔のタイプ | に最適な | 主要な特徴 |
|---|---|---|
| レイズドフェイス(RF) | 標準鋼管 | ガスケットに圧力が集中します。 |
| フラットフェイス(FF) | 鋳鉄・脆性機器 | 嵌合部品の割れを防止します。 |
| RTJ | 高圧および高温 | 金属リングを採用した高耐久シールです。 |
| コンパクト（IXシール） | 海底と原子力 | 内圧によりシールが強化されます。 |
すべてのパイプが流れを止めるためにボルトで締められた重い鋼板を使用しているわけではありません。業界によっては、まったく異なる基準を使用する場合があります。防火または都市水道で作業する場合、「標準サイズ」は石油やガスの世界とは異なります。
防火スプリンクラー システムや HVAC ラインでは、多くの場合、大掛かりなボルト締め作業が省略されます。代わりに、溝付きエンドキャップを使用します。これらを標準フランジと混同することがよくありますが、機能は異なります。これらを「ブラインド ディスク」または単にキャップと呼ぶこともあります。
溝付きカップリングに直接固定します。インストールがはるかに速くなります。
標準サイズ: 通常、これらの範囲は 1 インチ (DN 25) から 12 インチ (DN 300) までです。
パフォーマンス: 信頼性が高くなければなりません。メーカーは、地震活動やポンプのサージ時にしっかりと保持されていることを確認するために、厳格な振動テストを実施しています。
テスト: 現場に到着する前に、シールの完全性をテストすることがよくあります。これは通常、0.3 MPa から始まり、漏れが発生しないことを保証するために最大定格作動圧力まで上昇します。
地方自治体の水道システムはさまざまな規模で運営されています。ここでは、AWWA C110 標準に従います。これらのシステムは、極度の圧力よりも容積を優先します。
これらのフランジには鍛造炭素鋼ではなくダクタイル鋳鉄を使用しています。水道本管は巨大であるため、サイズはさらに大きくなります。こういうのがよく見られます ブラインド フランジ。 最大 48 インチ以上のサイズの
主な違い:
これらを ASME フランジと交換することはできません。圧力定格は異なります。工業用鋼フランジはクラス 150 または 300 ですが、AWWA フランジは通常、クラス 125 またはクラス 250 に落ち着きます。高圧鋼の不必要な重量やコストを発生させることなく、水圧に完全に対応します。
| システムタイプ | 共通規格一般的 | なサイズ範囲 | 主な材質 |
|---|---|---|---|
| 産業用 / 石油およびガス | ASME B16.5 | 1/2インチ - 24インチ | カーボン/ステンレス |
| 火災 / 空調設備 | 溝付き規格 | 1' - 12' | ダクタイル鋳鉄(キャップ) |
| 市営水道 | AWWA C110 | 3' - 48'+ | ダクタイル鋳鉄(フランジ) |
適切なサイズを選択することは、戦いの半分に過ぎません。また、適切な素材を選択する必要があります。高圧オイルラインに配管用の鉄キャップを取り付けると故障します。金属を仕事に合わせる必要があります。
ほとんどの産業現場では、炭素鋼が標準です。これは、高温および高圧で使用される、丈夫で信頼性の高い選択肢です。製油所を歩くと、いたるところで ASTM A105 フランジを目にするでしょう。
ストレスに驚くほどうまく対処します。ただし、錆びてしまう可能性があります。天候から守るために、塗装したりコーティングしたりすることがよくあります。
パイプ内の流体が酸や塩水などの刺激性の高い場合、炭素鋼は耐久性がありません。腐食します。ここでステンレスに切り替えます。
SS304 や SS316 などのグレードにはクロムとニッケルが含まれています。彼らは錆びを撃退します。 SS316 は耐塩性が優れているため、特に海洋環境で使用されます。
すべてのパイプが高圧蒸気を運ぶわけではありません。建物内の水道管、消火用スプリンクラー、ガス管にとって、鍛造鋼は過剰です。重すぎるし、高価すぎる。代わりに、可鍛鋳鉄またはダクタイル鋳鉄を使用します。
これらのシステムでは、多くの場合、ボルト付きの「ブラインド フランジ」を使用しません。ねじ付きのプラグまたはキャップを使用します。 Jianzhi などのメーカーの参考カタログによると、これらの継手は通常 1/2 インチから 6 インチの範囲の小さなサイズに最適です。
以下の用途に最適です。
低圧配管。
防火システム。
商業建設。
| 素材 | に最適な | 一般的な「ブラインド」タイプ |
|---|---|---|
| 炭素鋼 | 高圧・高温 | ボルト締めブラインドフランジ |
| ステンレス鋼 | 腐食性化学薬品 / 食品 | ボルト締めブラインドフランジ |
| 可鍛鉄 | 配管・消火用スプリンクラー | ネジ付きキャップ/プラグ |
ブラインドフランジの取り付けは簡単そうに思えます。私たちはそれをボルトで締めて、立ち去ります。ただし、ここでの間違いは致命的になる可能性があります。シールが圧力下でも確実に保持されるようにするには、特定のルールに従う必要があります。
この間違いはよく見られます。技術者は、ガスケットは大きい方が良いと考えるかもしれません。フランジの全面を覆う「固体」ガスケットが取り付けられています。 これはやめてください。
固形ガスケットを使用すると危険です。これにより、フランジの外縁 (「ヒール」) が相手フランジに接触するのを防ぎます。この金属間の接触が必要です。接続が安定します。ガスケットが邪魔になると、ボルトを締めるときにフランジが曲がったり「回転」したりする可能性があります。この動きによって封印が解ける。
ヒールコンタクト理論
工学基準はこのかかとの接触に依存しています。理論的には、外側リムはまでしっかりと接触した状態を維持する必要があります。 1.8 倍 室温でフランジの圧力定格のこの接触を失うと、安全マージンが失われます。
場合によっては、標準のブラインド フランジが作業に最適なツールではないことがあります。パイプ部分を頻繁に開閉する必要がある場合、そのたびに重い鋼板のボルトを緩めるのは非効率です。
メガネ ブラインド / ライン ブラインド: メガネ (または 8 の字) のように見えます。片面は頑丈な鋼板です。もう1つはオープンリングです。私たちはそれらをライン上に恒久的に設置したままにします。流れを止める必要がある場合は、ボルトを緩めて「ブラインド」側を所定の位置に回転させるだけです。定期的なメンテナンスをより迅速かつ安全に行うことができます。
腐食防止
錆は安全を蝕みます。ボルトとシールリングを保護しなければなりません。 を備えたコンパクト フランジのような高度な設計は、 IX シール リングこの問題に賢く対処します。
彼らは外側の「ダストリム」にしっかりと依存しています。このリムがバリアを形成します。酸素や腐食剤がボルト周囲の隙間に侵入するのを防ぎます。酸素が入らなければボルトは錆びません。この保護は完全に、前述した重要な踵の接触を維持することにかかっています。
パイプの規格を見極めるのは難しい場合があることを私たちは知っています。ブラインド フランジを選択する際に現場管理者やバイヤーからよく聞かれる質問を以下に示します。
A: それは、どのように取り付けるかによって決まります。
ブラインド フランジ は固体プレートです。別のフランジにボルトで固定します。重くて丈夫で、メンテナンスのためにアクセスが必要なときに簡単に取り外せるように設計されています。
キャップ は フィッティングです。パイプ端に直接取り付けます。システムによっては、次のことが可能です。
溶接します （突合せ溶接キャップ）。
ねじ込みます (ねじ付きキャップ、配管で一般的)。
クランプします (溝付きキャップ、防火で一般的)。
キャップは一般に軽量で、多くの場合、より永続的な閉鎖を目的としています。
A: いいえ。この設定は避けるべきです。
平面フランジを平面ノズルに対してボルトで固定すると、外縁の周囲に隙間が残ります。ボルトを締めて接合部を密閉すると、フランジがこの隙間に強制的に曲げられます。
フラット フェイス フランジが鋳鉄などの脆い材料でできている場合、曲がりません。折れてしまいます。これはフランジの破損の主な原因です。常に面のタイプを一致させます: フラットからフラット、レイズドからレイズド。
A: 「ボルト サークル」は、すべてのボルト穴の中心を結ぶ目に見えないリングです。これはフィット感を確保するための最も重要な測定です。
空の穴の「中心から中心まで」を測定するのは困難です。私たちが現場で使用している実践的なトリックを次に示します。
ボルト穴を選択します。
から測ります。 左端 その穴の
フランジの中心を横切って真反対側の穴まで巻尺を引っ張ります。
までを測ります。 左端 反対側の穴の
この距離は数学的には中心間の測定と同じです。いつでも正確なボルト円直径が得られます。
正しいブラインド フランジ サイズを見つけることは、特定の業界標準に完全に依存します。石油およびガス配管の場合、最適な適合性を得るには ASME B16.5 を信頼する必要があります。都市の水道管を管理している場合は、大口径の鉄フランジに関する AWWA 規格に注目してください。防火システムでは、重いボルトの代わりに単純な溝付きキャップが使用されることが多いことに注意してください。
プロジェクトの重要なパイプ コンポーネントを注文するときは、決して推測しないでください。公式の ASME、ANSI、または AWWA 標準テーブルと照らし合わせて寸法を常に確認してください。この簡単な手順により、安全性が確保され、設置時の損害の大きいミスが防止されます。
