フランジの種類と用途を理解する

様々な種類のフランジの分類は、その用途とフランジの製造に使用される材料によって分類することができる。フランジは、さまざまな形やサイズの鍛造リングを形成し、多くの産業用途に不可欠なコンポーネントです。フランジは多くの場合、ねじ切りまたは溶接されています。主な用途は、パイプ、ポンプ、バルブ、その他の機器を接続してパイプを機能させることです。

フランジとフランジを接合するには、ガスケットを使用してボルトで固定し、パイプシステムに簡単にアクセスできるシールを作成します。これにより、流体やガスが高圧または高温で移送される用途において、漏れのない信頼性の高い交差を提供します。理想的なものを選ぶには、多くのオプションや機能があるため、最初は圧倒されてしまうかもしれません。このため、この記事では、配管や流体処理システムに関わるすべての人にさまざまな見識を提供するために、さまざまなタイプのフランジの詳細を掘り下げていきます。様々な産業用途に適したフランジを選ぶ際に考慮すべき、フランジ独自の設計、用途、利点、要因について探っていきます。

フランジの主要部品

フランジは ASTM そして アメリカ機械学会 規格。溶接に次いで一般的な接合技術である。フランジの取り付けには、溶接、ねじ止め、ラッピングなどがある。

フランジ面

ガスケットとは、ガスケットと接触する部分のことで、シーリングに使用される。通常、ガスケットは対向する2つのフランジ面の間に配置される。フランジ面の例

• フラットフェイス（FF）: 表面全体が平らで、レイズドフェイス（RF）フランジに似ているが、隆起部分はない。これは、2つのフランジが嵌合する際に、表面全体がガスケットに接触することを意味する。
• レイズド・フェイス（RF）： フランジ面で最も広く使用されているタイプです。このフランジの上昇面は、ガスケットが収まるボルトサークルの上にあるため、「レイズド」と呼ばれる。
• リングタイプジョイント（RTJ）： このタイプは金属リングの表面に深い溝が切ってある。ボルトを締める過程で、溝の中の金属リングが圧縮される。
• 舌と溝： 舌フランジには盛り上がったリングがあり、溝フランジには対応する窪みが加工されている。
• ラップジョイント: このタイプは2ピースのパイプフランジ接続で、組み立てと分解が容易である。ラップジョイントフランジは、わずかなずれを許容することができるため、重要である。
• 男女（M/F）： このタイプでは、オスのフランジには盛り上がったリングがあり、メスにはそれに合った窪みがある。

フランジ表面

フランジ面のシール面の状態。表面は鋸歯状か滑らかである。

フランジハブ

フランジハブは、フランジに接続するパイプを収容する部分である。

フランジブレード

これには、ボルトがフランジとその面の両方を通過する領域が含まれる。

ボア

ボアとは、パイプが通るフランジの中央の穴のこと。

ネック（溶接ネックフランジ用）

溶接工程で接続パイプまたは継手に接続する端部。通常、応力分散と補強のためにテーパーが付けられている。

外径（OD）

外径は、フランジ面の対向する2つの端の間の距離である。

各種フランジの詳細

最も一般的で人気のあるフランジの種類には、以下のようなものがある：

1.ブラインドフランジ

ブラインド・フランジは内径のない平板で、配管システム、バルブ、圧力容器の開口部の端を閉じる。大きな応力がかかるため、特に大型になる。このフランジは、使用しない配管やバルブのキャップに使われる。また、メンテナンスや将来の拡張が必要な場合にもよく使用される。

2.溶接ネックフランジ

このフランジは、長いテーパーハブとパイプに溶接されたネックを持っているので、簡単に見分けることができる。ネックの利点は、補強を与え、設置時にパイプの位置合わせを可能にすることである。フランジは、製品のスムーズな流れを促進するために、ボーリングを通して管継手の内径に一致します。高圧用途や腐食性流体を運ぶパイプラインに適合します。

3.フランジをはめる

スリップオン・フランジは、パイプの端にかぶせる内径のある平板です。内側と外側が溶接され、接続が固定される。スリップオンフランジは、非腐食性流体を輸送するパイ プラインや、低圧用途で頻繁に利用される。

4.ソケット溶接フランジ

ソケット溶接フランジは、ソケット溶接でパイプに接続します。この接続により強固な接合部が形成され、設置時の位置合わせが容易になる。しかし、重要なサービスには適していません。スペースが限られている場合、溶接ネックフランジの代替として使用されることが多い。ソケット溶接フランジは、腐食性流体を運ぶパイプラインや、油圧パイプのような高圧用途で役立ちます。

5.ネジ付きフランジ

ネジ付きフランジは、スリップオンフランジと同様の設計ですが、以下の特徴があります。 テーパーネジ.ねじ山は内径と外径にあり、溶接なしでパイプに接続できる。低圧・低温用途に最適で、非腐食性物質を運ぶパイプラインに適しています。

6.ラップジョイントフランジ

スタブエンドを通してパイプに接続するフランジです。他のフランジと寸法は似ているが、面は盛り上がっていない。まずスタブエンドをパイプに溶接し、次にラップジョイントフランジをスタブエンドにボルトで固定します。ラップジョイントフランジは、頻繁に分解する必要がある場合に便利です。いくつかのユニークな利点がある：

• 安価な炭素鋼フランジはパイプ内の流体と接触しないため、高価なステンレス鋼パイプと連結することができる。
• パイプの周囲を自由に回転できるため、フランジボルト穴の位置合わせが容易になる。
• 侵食や腐食が激しいシステムのフランジは、再びリサイクルされる。

7.オリフィスフランジ

オリフィス・フランジには、所望の流量を決定するセンター・ボアの薄いプレートがある。流量の制限は、挿入されたオリフィスプレートによるものです。これにより差圧が発生し、液体、蒸気、ガスの流量が測定されます。

8.ロング溶接ネックフランジ

このフランジはネックを延長しているため、配管システムとの溶接接続が強固で確実です。様々な配管や産業用途で使用されています。長い溶接ネックのフランジは、高圧に耐え、大規模なパイプネットワークを接続できるため、ガス、石油、石油産業でよく見られます。

9.特殊フランジ

ニポフランジ

溶接ネックフランジと鍛造ニポレットを組み合わせた製品で、パイプラインを90度に分割するために使用されます。

ウェルドフランジ

ウェルドフランジ

ウェルドフランジの唯一の目的は、配管業界でメインパイプからの分岐接続を提供することです。主管に直接溶接できる一方、分岐接続用の出口を提供します。このタイプのフランジは、完全性と信頼性が極めて重要な分野に適用されます。

エルボのフランジ：

エルボフランジは、エルボとフランジの機能を組み合わせたものです。この設計により、パイプの斜め接続が合理化されます。

スイベルフランジ

スイベルフランジは、内輪が外輪上で360度回転し、標準フランジとボルト穴の位置合わせができるユニークな溶接ネックフランジです。この機能により、パイプライン、海底、オフショア用途に最適で、ダイバーがボルト穴をより迅速かつ便利に調整することができます。

レデューサーフランジ

レデューサーフランジとも呼ばれ、パイプラインの内径を必要なサイズに縮小するために使用される。

拡張フランジ

エキスパンディングフランジは、リデューシングフランジとは逆の機能を持ち、パイプラインの口径を広げるために使用される。このフランジは、コンプレッサー、バルブ、ポンプなどの機械装置にパイプを接続します。

フランジタイプ	NPS（インチ）	ASMEクラス	顔	関節の完全性	溶接	ASME規格
溶接ネックフランジ	すべて	すべて	すべて	高い	突合せ溶接1箇所。	B16.5、B31.3
スリップオンフランジ	多数	一般に、≤ 600	FF、RF	ミディアム	隅肉溶接は1回か2回。	B16.5、B31.3
ソケット溶接フランジ	通常、≦1/2～2。	≤ 600	FF、RF	ミディアム	隅肉溶接1本。	B16.5、B31.3
ラップ・ジョイント・リング・フランジ	小さいサイズには使用しない。	NA	FF	NA	なし	B16.5、B31.3
ラップ・ジョイント・フランジのスタブ・エンド		150から2500	FF、RF、RTJ	高い	突合せ溶接1箇所。	B16.9、B31.3
ネジ付きフランジ	通常、≦1/2～2。	≤ 300	FF、RF	低い	なし	B1.20.1、B31.3
ブラインドフランジ	すべて	すべて	すべて	NA	なし	B16.5、B31.3

フランジタイプ概要表

フランジ製造の基本材料

炭素鋼

多くのフランジで最も一般的に使用されている鋼種である。高強度、高硬度といった優れた機械的特性を持っています。

合金鋼

合金鋼とは、鋼にクロム、ニッケル、モリブデンなどの元素を混ぜて性質を変化させたり、向上させたりしたものである。高圧・高温条件にさらされるフランジに使用される。

ステンレス

ステンレス鋼は鋼とクロムの合金である。鋼に含まれるクロムが炭素鋼よりも優れた耐食性を与えます。高湿度にさらされるフランジに最適です。

鋳鉄

鋳鉄は、炭素、ケイ素、および他のいくつかの合金の合金である。ケイ素が金属から炭素を追い出した結果、鉄の外側に黒鉛の層が成長する。その結果、鋳鉄は優れた鋳造能力、流動性、機械加工性を持つ、

アルミニウム

アルミニウムは中強度の金属で、密度が低く、延性、展性がある。炭素鋼や他の一般的な合金と比較すると、優れた耐食性を示します。強度と低重量を必要とするフランジ構造に適しています。

真鍮

亜鉛と銅の合金。ただし、鉛や錫を含むこともある。導電性、高温性、低温延性に優れている。

PVC

PVCはプラスチックである。 柔軟性があり、組み立ても簡単で、安価で長持ちする。生物的・化学的腐食に強いため、広く使用されている。PVCに可塑剤を添加することで、より柔らかく、柔軟性が増す。

フランジの製造には、銅やチタンなどの原材料も使用される。すべては技術的特性や用途条件によって決まります。

フランジを選択する際に考慮すべき要素

フランジタイプ

パイプフランジにはさまざまなタイプがあり、上述したように、それぞれに独自の特徴と用途がある。例えば、スリップオン・フランジは位置合わせや取り付けが容易であるのに対し、溶接ネック・フランジは強度が高い。

顔タイプ

フランジの面は、ガスケットを配置し、フランジを締め付けてシールを提供する領域です。シールの強度が重要なフランジ面は、フランジのサービスと性能の両方において重要な役割を果たします。現在、フランジ面にはさまざまなタイプがあり、それぞれに利点がある。

フランジ材料

フランジの材質は、フランジの性能と寿命に大きく影響する。特性や製品の用途によって、他の材料より優れている材料もあります。例えば、炭素鋼は汎用用途に適している一方、ステンレス鋼は腐食性条件に適しています。

寸法とサイズ

フランジサイズは、選択の際に考慮すべき重要なポイントです。様々なフランジサイズが利用可能なため、配管システムへの最適な適合性と使いやすさが保証されます。正確な寸法測定は、配管システムの維持・更新に不可欠です。

圧力および温度定格

この定格は、フランジが耐え、安全に作動できる最大圧力を示す重要な指標です。適切な定格圧力を持つフランジを選択することは、使用条件下でのパイプシステムの完全性と安全性を確保するために必要です。フランジの定格圧力を決定するには、特にその材質と製造規格を考慮します。

コストと入手可能性

高品質で耐久性のあるフランジは、長期的な性能と信頼性を提供するため、高いコストがかかる場合があります。それどころか、高価な修理やダウンタイムのリスクを大幅に軽減します。さらに、プロジェクトの遅延を避けるために、選択されたフランジは、信頼できるサプライヤーからすぐに入手できるものでなければなりません。

製造方法

さまざまなフランジ製造技術により、フランジは明確な特性を持つ。主に使用される2つの方法は、鋳造と鍛造です。 鍛造はより高い強度と耐久性を提供するのに対し、鋳造はより滑らかな加工工程でフランジを製造する。

設置およびメンテナンスに関する注意事項

フランジの適切な取り付けとメンテナンスは、長持ちし、効率的で安全な接続を保証します。

フランジの用途と使用

製造業:例えば、射出成形機におけるフランジの存在は、金型製造プロセスにおいて重要な役割を果たしている。フランジは、油圧・空圧システム、金型アタッチメントなどの機器の接合部に確実な接続を提供します。適切な接続は、制御を可能にし、他の要因の間で正確なアライメントを容易にします。

発電: 水力発電所や発電所のような発電施設では、フランジは重要な役割を果たします。フランジは、ポンプ、タービン、その他利用可能な機械の接合部において、強固で確実な接続を保証します。

上下水道処理： フランジは下水道や浄水場で広く使用されている。ポンプ、パイプライン、その他の機器間の接続を確立します。

結論

一般的に、フランジは様々な場所で広く使用されており、これら全ての分野において、フランジはシステムの重要な構成要素であると考えられている。結論として、さまざまな種類のフランジとその用途を理解することは、より効率的な産業用途につながる情報に基づいた選択をするために不可欠です。