フランジ製造工程
接続・シール部品であるフランジは、生産工程で品質に問題があれば漏れが発生し、経済的損失や環境破壊、さらには安全事故の原因となるため、フランジの溶接と生産は非常に重要である。
現在、フランジの主な製造工程には鍛造と鋳造の2つがあります。この2つの主な製造工程について、どのような違いがあるのか見てみましょう。
鍛造フランジ
鍛造フランジは、鋼の内部構造がタイトになるように鍛造マシンを数え切れないほどの回数をハンマーで叩いて作られるため、機械的特性が向上し、強度が高くなります。鍛造フランジは主に高圧配管に適している。
まず、円柱状の鋼片を一定の大きさに切断し、一定の温度に加熱して熱可塑性を持たせ、冷間鍛造の上に置いて鍛造機に鋼片を連続的に打ち込ませることで、鋼片の内部が元の鋼片よりも締まり、機械的性質が向上する。
フランジの丸穴もプレス機で鋼片に打ち抜かれる。成形されたフランジ・ブランクは電気炉に入れられ、フランジの強度を高めるための熱処理が施されます。最後にフランジブランクを切断し、研磨して使用可能なフランジとします。
鋳造フランジ
鋳造フランジは、製造コストが低く、効率が高いという特徴がある。複雑な形状のフランジも製造できる。鋳造フランジは主に低圧のパイプに適しています。
鋳造フランジも一般的に使用される製造工程である。金属を溶かして液状の鋼にし、予熱された恒温の金型に鋼を流し込んでフランジの形状を形成します。鋳物は一定時間内に自然冷却され成形された後、水で急速に冷却され脱型され、フランジの強度を高めることもできる。最後に研磨と防錆処理を施して使用できる。
フランジ漏れの主な原因
フランジ漏れの原因はいろいろあるが、建設段階におけるフランジ漏れの主な原因は以下の通りである：
1) フランジやガスケットなどのシール面の損傷；
2) ガスケットやボルトなど、パイプラインの運転条件を満たさない不適切な材料が使用されている；
3) フランジのたわみが漏れを引き起こす；
4) 締め付けが不適切な場合、ガスケットが損傷する；
5) 締め付け荷重不足のため、ガスケットがシール性能を発揮できない；
6) 締め付け荷重が過大になり、ガスケットが腐る。
フランジの分類
1.化学（HG）業界標準による：
インテグラルフランジ（IF）、ネジ付きフランジ（Th）、プレートフラット溶接フランジ（PL）、ネック付きバット溶接フランジ（WN）、ネック付きフラット溶接フランジ（SO）、ソケット溶接フランジ（SW）、バット溶接リングルーズフランジ（PJ/SE）、フラット溶接リングルーズフランジ（PJ/RJ）、ライニングフランジカバー（BL（S））、フランジカバー（BL）。
2.石油化学（SH）業界標準による：ねじ込みフランジ（PT）、突き合わせ溶接フランジ（WN）、フラット溶接フランジ（SO）、ソケット溶接フランジ（SW）、ルーズフランジ（LJ）、フランジカバー（表示なし）。3.機械（JB）業界標準による：インテグラルフランジ、バット溶接フランジ、プレートフラット溶接フランジ、バット溶接リングプレート緩いフランジ、フラット溶接リングプレート緩いフランジ、フランジリングプレート緩いフランジ、フランジカバー。4.国家（GB）の標準に従って：インテグラルフランジ、ネジフランジ、バット溶接フランジ、ネックフラット溶接フランジ、ネックソケット溶接フランジ、バット溶接リングネック緩いフランジ、プレートフラット溶接フランジ、バット溶接リングプレート緩いフランジ、フラット溶接リングプレート緩いフランジ、フランジリングプレート緩いフランジ、フランジカバー。フランジ規格 フランジはコネクタとして国際的に広く使用されており、統一規格が必要である。例えば、パイプフランジには、ドイツDIN（旧ソ連を含む）に代表されるヨーロッパパイプフランジ方式（DIN、GB、JB、HG20592）と、アメリカANSIパイプフランジ（ANSI、GB、HG20615を含む）に代表されるアメリカパイプフランジ方式がある。また、日本のJIS管フランジもありますが、一般的には石油化学プラントの公共工事に使用される程度で、国際的な影響力はほとんどありません。ここでは、各国のパイプフランジについて簡単に紹介します：
1.欧州フランジ方式
ヨーロッパのフランジシステムドイツDIN規格（ソ連を含む）
- 公称圧力：0.1、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0、25.0、32.0、40.0、Mpa；
- 計算直径：15~600mm；
- フランジの構造のタイプ: 平らな溶接の版のタイプ、平らな溶接リング緩い袖のタイプ、転がされた端の緩い袖のタイプ、バット溶接によって転がされる端の緩い袖のタイプ、バット溶接リング緩い袖のタイプ、バット溶接のタイプ、首糸の関係のタイプ、必要なタイプおよびフランジ カバー；
- フランジシール面には、平坦面、凹面、凹凸面、舌面、溝面、ゴムリング接続面、レンズ面、ダイヤフラム溶接面などがある；
- ソ連が1980年に発行したOCT管フランジ登録規格は、ドイツのDIN規格に類似している。
2.アメリカンフランジ方式
アメリカのフランジシステム米国ANSI B16.5「鋼管フランジおよびフランジ継手
- 公称圧力：150psi（2.0Mpa）、300psi（5.0Mpa）、400psi（6.8Mpa）、600psi（10.0Mpa）、900psi（15.0Mpa）、1500psi（25.0Mpa）、2500psi（42.0Mpa）；
- 計算直径：6~4000mm；
- フランジ構造タイプ：ストリップ溶接、ソケット溶接、ねじ接続、緩いスリーブ、突合せ溶接、フランジカバー；
- フランジシール面：凹面、凹凸面、舌面、溝面、金属リング接続面。
3.JIS（日本規格）パイプフランジ
JIS管フランジ：一般に石油化学プラントの公共エンジニアリングにのみ使用され、国際的な影響力は小さく、国際的に独立したシステムを形成していない。
付属GB（国家規格）システム
我が国の鋼管フランジの国家標準システムはGBである。
1.わずかな圧力: 0.25Mpa~42.0Mpa
- シリーズ1：PN1.0、PN1.6、PN2.0、PN5.0、PN10.0、PN15.0、PN25.0、PN42（メインシリーズ）
- シリーズ2：PN0.25、PN0.6、PN2.5、PN4.0
このうち、PN0.25、PN0.6、PN1.0、PN1.6、PN2.5、PN4.0の計6レベルのフランジサイズがドイツフランジに代表される欧州フランジシステムに属し、残りがアメリカフランジに代表されるアメリカフランジシステムである。
GB規格では、欧州フランジシステムに属する最大公称圧力レベルは4Mpaであり、米国フランジシステムに属する最大公称圧力レベルは42Mpaである。
2.呼び径: 10mm~4000mm
3.フランジ構造：
一体型フランジ ② ユニットフランジ
- ネジ付きフランジ；
- 溶接フランジ、突合せ溶接フランジ；
- 首付き平型溶接フランジ、首付きソケット溶接フランジ、板型平型溶接フランジ：緩嵌めフランジ、突合せ溶接リング緩嵌め首付きフランジ、突合せ溶接リング緩嵌め板型フランジ、平型溶接リング緩嵌め板型フランジ、板型反転緩嵌めフランジ
- フランジカバー（ブラインドホールフランジ）。
4.フランジシール面：平坦面、凹面、凹凸面、舌溝面、リング接続面
フランジアッセンブリー
1.フランジを組み立てる前に、フランジ表面、特にシール面を清掃しなければならない。
2.平板溶接フランジを組み立てる場合、パイプの端をフランジ内径の厚さ2≦3に挿入し、フランジとパイプをスポット溶接する。水平パイプの場合は、フランジを上からスポット溶接し、90°の角度定規でフランジの位置をさまざまな方向からチェックして修正し、シール面がパイプラインの中心線に垂直になるようにし、スポット溶接の2点目が正しくなるようにする。
3.90°角度定規で左右方向のフランジ位置を確認・修正し、通過後3点目、4点目をスポット溶接し、フランジのスポット溶接・固定を完了する。
4.フランジ対の組立に関しては、取付フランジのボルト穴は固定フランジの対応するボルト穴と一致させ、固定フランジと平行にし、そのずれはフランジ外径の千分の1.5%以下、2mm以下とする。
5.機器またはバルブコンポーネントの適合フランジを選択する際には、元の機器またはバルブコンポーネントのフランジが、パイプラインで使用されるフランジ接続サイズと一致しているかどうかに注意を払うべきである。
フランジ接続
1.フランジ接続は同一軸上に保ち、ボルト穴の中心偏差は開口部の5%を超えないようにし、ボルトは自由に穿孔する。フランジの接続ボルトは同じ仕様にし、取り付け方向を同じにし、ボルトは対称に均等に締め付ける。
2.フランジの非平行性を補うために、厚さの異なるベベルワッシャーは使用しないこと。二重ワッシャーは使用しないこと。大径ワッシャーのスプライスが必要な場合は、フラットポートで突き合わせ接合するのではなく、斜めのラップまたはラビリンスの形にする。
3.フランジの取付け・取外しを容易にするため、締結ボルトとフランジ表面との距離は200mm以上とする。
4.ボルトを締めるときは、ワッシャに均一な力がかかるように、左右対称で交差するようにする。
5.ステンレス鋼、合金鋼のボルトとナット、パイプラインの設計温度が100℃または0℃以下、屋外施設、大気腐食や腐食性媒体：ボルトとナットは、その後の除去のために二硫化モリブデン、黒鉛油または黒鉛粉末でコーティングする必要があります。
産業用フランジに関するお問い合わせ先
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