炭素鋼フランジ取り付け完全ガイド：手順と注意事項

材料検査：

炭素鋼フランジ（一般的な銘柄はASTM A105など）の規格、圧力等級（Class 150、300など）が設計要件を満たしていることを確認します。

フランジ、ボルト、ナット、ガスケットに損傷、ひび割れ、変形、錆がないか確認します。

ガスケットの種類（非金属：グラファイト、金属：スパイラル巻きガスケットなど）が使用条件に適していることを確認します。

工具の準備：

トルクレンチ（ボルトの締め付けトルクを正確に制御するため）。

フランジアライメントツール、クリーニングブラシ、潤滑剤（グラファイトグリースなど）。

測定ツール（ノギス、水平器）。

配管の準備：

配管端面が平坦で清潔であり、バリや汚れがないことを確認します。

配管とフランジのアライメントを確認し、ずれが1.5mmを超えないようにします。

取り付け手順

フランジ面の清掃と検査：

鋼線ブラシまたは溶剤でフランジのシール面を清掃し、油、錆、異物がないことを確認します。

シール面の粗さ（推奨Ra 3.2-6.3μm）を確認し、傷やへこみがないことを確認します。

ガスケットの取り付け：

ガスケットを2つのフランジシール面の間に置き、中央に配置し、ずれがないことを確認します。

使用条件に応じてガスケットの厚さ（通常1.5〜3mm）を選択し、厚すぎたり薄すぎたりしてシールに影響を与えないようにします。

フランジアライメントと仮固定：

アライメントツールまたは仮ボルトを使用して、2つのフランジが平行であることを確認し、軸のずれが1mm未満になるようにします。

フランジの隙間が均一であることを確認します。推奨される隙間は2〜4mmです（ガスケットの種類によって異なります）。

ボルトの取り付け：

対角線順（星形交差法）にボルトを挿入し、摩擦を減らすために適切な量の潤滑剤を塗布します。

ボルトの規格（長さ、直径）が規格（ASME B16.5など）に準拠していることを確認し、ナットがスムーズにねじ込まれるようにします。

ボルトの段階的な締め付け：

3段階締め付け法を採用します。

第1段階：手または低トルク（目標トルクの約30％）で最初に締め付け、ガスケットに均等に力がかかるようにします。

第2段階：トルクレンチを使用して、対角線順に目標トルクの60％〜70％まで締め付けます。

第3段階：標準トルク値（ASME PCC-1または設計マニュアルを参照）で完全に締め付け、トルクの一貫性を確認します。

推奨トルク値の例（Class 150、1/2インチボルトの場合）：約50〜70 Nm。具体的な値は設計仕様を参照してください。

最終検査：

ボルトの力が均等にかかり、フランジ面に明らかな傾きがないことを確認します。

水平器を使用してフランジの水平度を確認し、必要に応じて調整します。

圧力テスト（水圧または気圧テストなど）を実施し、漏れがないか確認します。

重要な注意事項

シール面の保護：

輸送または取り付け中にシール面を傷つけないようにしてください。わずかな傷でも漏れの原因となる可能性があります。

専用の保護カバーまたは一時的な覆いを使用して、フランジ面を保護します。

ボルト締め付けの注意：

締めすぎを避け、ガスケットの圧壊やフランジの変形を防ぎます。

校正済みのトルクレンチを使用し、トルク値が正確であることを確認し、偏差を±5％以内に制御します。

ガスケットの選択と取り付け：

ガスケットの材質が媒体と互換性があることを確認します（グラファイトガスケットを強酸化性媒体に使用しないなど）。

古いガスケットを再利用しないでください。シール不良の原因となります。

アライメントと隙間：

フランジのアライメントがずれていると、応力集中が発生し、シールの寿命に影響を与える可能性があります。

フランジの隙間が均一であることを確認し、熱膨張と収縮による応力変化を回避します。

環境と使用条件の考慮：

炭素鋼フランジは腐食しやすいため、取り付け前に防錆塗料を塗布するか、湿気の多い環境では亜鉛メッキボルトを使用します。

高温条件（>300°C）では、熱膨張を考慮し、適切なガスケットとボルトの材質を使用します。

品質管理：

後々のメンテナンスと検査のために、各ボルトのトルク値を記録します。

取り付け後に非破壊検査（フランジ溶接部の超音波検査など）を実施し、欠陥がないことを確認します。

よくある問題と解決策

漏れの問題：

原因：ガスケットの取り付け不良、ボルトの締め付け不良、またはシール面の欠陥。

解決策：ガスケットの位置を再確認し、ボルトを均等に締め付けるか、損傷したフランジ/ガスケットを交換します。

ボルトの緩み：

原因：振動または熱膨張と収縮により、締め付け力が不足します。

解決策：トルクチェックの頻度を増やし、必要に応じてスプリングワッシャーまたはロックナットを使用します。

フランジの変形：

原因：締めすぎまたは配管のアライメント不良。

解決策：トルク基準に従って厳密に操作し、アライメントツールを使用して校正します。

まとめ

炭素鋼フランジの取り付けは、準備、清掃、アライメント、締め付け、検査の手順を厳守し、シール面の保護、ボルトトルクの制御、ガスケットの選択に重点を置く必要があります。規範的な操作と綿密な検査により、フランジ接続のシール性と信頼性を確保し、配管システムの寿命を延ばすことができます。