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フランジのトルク締め

トルク締め

漏れのないフランジ接続を実現するには、適切なガスケットの取り付けが必要であり、ボルトには正しいボルト張力が割り当てられ、ボルトの総強度がフランジ面全体に均等に分割される必要があります。

トルク締め付け(締結具のナットを回転させることによって締結具に予圧を加える)を使用すると、正しいボルトの張力を実現できます。

ボルトを正しく締めるということは、ボルトの弾性特性を最大限に活用することです。ボルトがうまく機能するには、ボルトがバネのように動作する必要があります。動作中、締め付けプロセスによりボルトに軸方向の予荷重張力がかかります。この引張荷重は、当然のことながら、組み立てられたコンポーネントに加えられる圧縮力と等しく、反対です。 「締め付け荷重」または「引張荷重」と呼ばれることがあります。

トルクとは何ですか?
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トルクレンチ

トルクレンチは、ナットやボルトなどの締め付け力を正確に設定するために使用される、手動式のねじ締め工具の総称です。ボルトにかかる回転力(トルク)を測定し、仕様に合わせて調整することができます。

トルクレンチ
手動および油圧レンチ

適切なフランジボルトの締め付け方法の選択には経験が必要です。あらゆる技術をうまく適用するには、使用するツールと作業を行うスタッフの両方の資格も必要です。以下に、最も一般的に使用されるフランジ ボルトの締め付け手法をまとめます。

  • 手動レンチ
  • インパクトレンチ
  • ハンマーレンチ
  • 油圧トルクレンチ
  • 手動ビームおよびギアアシストトルクレンチ
  • 油圧ボルトテンショナー
トルクとは何ですか?

トルク損失

トルク損失はあらゆるボルト締結に固有のものです。ボルトの緩和(取り付け後最初の 24 時間で約 10%)、ガスケットのクリープ、システム内の振動、熱膨張、ボルト締め付け時の弾性相互作用の複合的な影響がトルク損失に寄与します。トルク損失が極度に達すると、内圧がガスケットを保持する圧縮力を超え、漏れや吹き抜けが発生します。

これらの影響を軽減する鍵となるのは、ガスケットを適切に取り付けることです。ガスケットを取り付けるときにフランジをゆっくりと平行に近づけ、正しいボルト締め順序に従って少なくとも 4 回ボルト締めを行うことにより、メンテナンスコストが削減され、安全性が向上します。

適切なガスケットの厚さも重要です。ガスケットが厚くなると、ガスケットのクリープが大きくなり、トルク損失が発生する可能性があります。標準 ASME 平面フランジでは、通常、厚さ 1.6 mm のガスケットが推奨されます。ガスケットの材質が薄いほど、ガスケットの負荷が大きくなり、内部圧力が高くなります。

潤滑により摩擦が軽減される

潤滑により締め付け時の摩擦が軽減され、取り付け時のボルトの破損が減少し、ボルトの寿命が長くなります。摩擦係数の変化は、特定のトルクで達成されるプリロードの量に影響します。摩擦が大きいと、トルクからプリロードへの変換が少なくなります。必要なトルク値を正確に設定するには、潤滑剤メーカーが提供する摩擦係数の値を把握しておく必要があります。

潤滑剤または焼き付き防止剤をナット座面と雄ねじの両方に塗布する必要があります。

締め付け順序

最初のパスでは、最初のボルトを軽く締め、次に 2 番目のボルトを真横または 180 度移動し、次に 3 番目のボルトを円の周りに 1/4 回転または 90 度移動し、4 番目のボルトを真横に移動します。すべてのボルトが締められるまで、この手順を続けます。
4 ボルトのフランジを締め付けるときは、十字パターンを使用してください。

締め付け順序
トルクシーケンス

準備フランジボルトアップ

フランジ接続では、シールを実現するにはすべてのコンポーネントが正しくなければなりません。ガスケット接合部の漏れの最も一般的な原因は、不適切な取り付け手順です。

ボルト締めプロセスを開始する前に、次の予備手順を実行することで、将来の問題を回避できます。

  • フランジ面を清掃し、傷がないか確認します。面はきれいで、欠陥 (バリ、穴、へこみなど) があってはなりません。
  • すべてのボルトとナットのねじ山に損傷や腐食がないか目視で検査します。必要に応じてボルトやナットを交換または修理します。
  • すべてのねじ山のバリを取り除きます。
  • ボルトまたはスタッドのねじ山、およびフランジまたはワッシャーに隣接するナット面の表面に潤滑剤を塗布します。ほとんどの用途には硬化ワッシャーが推奨されます。
  • 新しいガスケットを取り付け、ガスケットが適切に中央に配置されていることを確認します。古いガスケットを再利用したり、複数のガスケットを使用したりしないでください。
  • フランジの位置合わせを確認してください ASME B31.3 プロセス配管:
    …フランジ面は直径 1 フィートあたり 1/16 インチ以内で平行でなければならず、フランジのボルト穴は最大オフセット 1/8 インチ以内に位置合わせする必要があります。
  • ナットの上部に 2 ~ 3 つのネジ山が見えるようにナットの位置を調整します。

どのような締め付け方法を使用する場合でも、上記の確認と準備は必ず行う必要があります。

著者のコメント…

私の体験談…トルクレンチ

  • 過去に私は、NPS 1/2 から NPS 24 以上まで、漏れのないフランジ接続を数百個組み立ててきました。したがって、トルクレンチを使用することはほとんどありません。
    実際には、「通常の」パイプ フランジ接続をトルク レンチで組み立てることはほとんどありません。私にとって最も難しい接続は常に「小さな接続」であり、特にクラス 300 (RF 高さ = 約 6.4 mm) を超えるレイズド フェイス タイプでした。
    私の見解では、NPS 1/2 フランジのフランジ面は、たとえば NPS 6 フランジよりも小さいため、位置ずれが発生する可能性がはるかに高くなります。
    実際には、アライメントが許容範囲内にないフランジ接続に頻繁に遭遇します。単に締め付け手順の順序に従っているだけでは、整備士はあまり忙しくありません。おそらく、ボルト 1 ではなくボルト 6 から始める必要があります。フランジの組み立て中は目を離さないでください。これは非常に重要であり、漏れのない接続に貢献する可能性が非常に高いです。

不適切なフランジ接続 - ボルトが短すぎます。

フランジのボルト締めが不適切

何ができるでしょうか?

  • この写真は、2 本のボルトが短すぎて、ナットがボルトに完全に固定されていないために、不適切にボルト締めされたフランジを示しています。これは、ジョイントが本来あるべき強度ではない可能性があることを意味します。フランジは、ナットとボルトの組み合わせ全体がフランジにかかる力を保持するように設計されています。ナットがボルトに部分的にしかねじ込まれていない場合、接続強度が十分でない可能性があります。
  • あなたの仕事に、機器の組み立て、フランジ付きパイプの組み立て、マンホール カバーやその他の機器へのボルト接続、またはその他の機器の組み立てが含まれる場合は、すべてのボルトが適切に取り付けられ、締められるまで仕事は完了しないことに注意してください。
  • 一部の機器では、特別なボルト締め手順が必要です。たとえば、仕様に従ってボルトを正しく締めたり、特別な注文でボルトを締めたりするには、トルク レンチを使用する必要がある場合があります。正しい手順に従い、正しい工具を使用し、機器の組み立て手順について適切な訓練を受けていることを確認してください。
  • プラントの安全検査の一環として、パイプと機器のフランジが適切にボルト締めされているかどうかを確認します。簡単なガイダンスとして、ナットを超えて伸びていないボルトは、プラントの配管職人またはエンジニアによって検査される必要があります。
  • プラント内で不適切にボルト締めされたフランジを見つけた場合は、修理できるように報告し、必要な修理が完了していることを確認してください。
  • 新しい機器、またはメンテナンス後に再組み立てされた機器を検査して、正しく組み立てられ、適切にボルトで締められていることを開始前に確認してください。

スタッドボルトの適切な長さはどれくらいですか?
原則として、以下を使用できます。 ナットの上部にあるボルトの自由ねじ山は、ボルト直径の 1/3 倍に等しい。


投稿時間: 2020 年 8 月 4 日