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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得るには、適切なガスケットの取り付けが必要であり、ボルトを正しいボルト張力に割り当てる必要があり、ボルトの合計強度をフランジ面全体に均等に分割する必要があります。

トルク締め(ファスナーのナットを回すことでファスナーに予圧をかけること)により、正しいボルト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、ボルトの持つ弾性を最大限に生かすことです。 うまく機能させるには、ボルトがバネのように振る舞う必要があります。 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、もちろん、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?
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トルクレンチ

トルクレンチとは、ナットやボルトなどの締付力を精密に設定するために使用する、手動式のねじ込み工具の総称です。 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を選択するには、経験が必要です。 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乗組員の両方の資格も必要です。 以下は、最も一般的に使用されるフランジ ボルトの締め付け技術をまとめたものです。

  • 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?

トルク損失

トルクの損失は、ボルト締めされたジョイントに固有のものです。 ボルトの弛緩 (取り付け後の最初の 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、およびボルトの締め付け中の弾性相互作用の複合効果により、トルク損失が発生します。 トルク損失が極限に達すると、内圧がガスケットを保持する圧縮力を超え、漏れや吹き出しが発生します。

これらの影響を軽減する鍵は、適切なガスケットの取り付けです。 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合わせ、正しいボルト締め付け順序に従って最低 4 回のボルト締め付けパスを取ることにより、メンテナンス コストの削減と安全性の向上という見返りがあります。

適切なガスケットの厚さも重要です。 ガスケットが厚いほど、ガスケットのクリープが高くなり、トルクの損失につながる可能性があります。 標準の ASME 平面座フランジでは、通常、厚さ 1.6 mm のガスケットが推奨されます。 薄いガスケット材料は、より高いガスケット荷重を受け入れることができるため、より高い内部圧力がかかります。

潤滑は摩擦を減らします

潤滑は、締め付け中の摩擦を減らし、取り付け中のボルトの故障を減らし、ボルトの寿命を延ばします。 摩擦係数の変動は、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、潤滑油メーカーが提供する摩擦係数の値を知っておく必要があります。

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

締付順序

最初のパスでは、最初のボルトを軽く締めてから、2 番目のボルトの場合は 1/4 回転または 90 度移動し、4 番目のボルトの場合は真横に移動します。 すべてのボルトが締められるまで、この手順を繰り返します。
4 ボルト フランジを締め付けるときは、十字型を使用します。

締付順序
トルクシーケンス

準備フランジのボルトアップ

フランジ接続では、シールを達成するためにすべてのコンポーネントが正しくなければなりません。 漏れやすいガスケット接合部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、次の準備手順を実行すると、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、ピット、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に損傷や腐食がないか目視検査します。 必要に応じて、ボルトまたはナットを交換または修理します。
  • すべてのねじ山から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を潤滑します。 ほとんどのアプリケーションでは、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あ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する 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 インチ以内で位置合わせする必要があります。
  • ナットの位置を調整して、ナットの上部に 2 ~ 3 個のねじ山が見えるようにします。

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…

私自身の経験…トルクレンチ

  • 過去に、NPS 1/2 から NPS 24 以上まで、何百もの漏れのないフランジ接続を組み立てました。 めったにトルクレンチを使用したことはありません。
    実際には、「通常の」パイプ フランジ接続がトルク レンチで組み立てられることはほとんどありません。 私にとって最も困難な接続は、常に「小さいもの」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。
    関連する 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く、ミスアライメントの可能性は、私の見解でははるかに大きくなります。
    実際には、アライメントが許容限界にないフランジ接続に定期的に遭遇します。 単に締め付け手順の順序に従っているだけでは、メカニックは忙しくありません。 おそらく、ボルト 1 ではなくボルト 6 から開始する必要があります。 フランジの組み立て中は目で確認してください。これは非常に重要であり、おそらく漏れのない接続に貢献します。

不適切なフランジ接続 – ボルトが短すぎる!

不適切にボルト締めされたフランジ

あなたは何ができますか?

  • 写真は、2 本のボルトが短すぎ、ナットがボルトに完全に取り付けられていないため、不適切にボルト留めされたフランジを示しています。 これは、関節が本来あるべきほど強く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、接続の強度が十分でない可能性があります。
  • 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のボルト接続部のボルト締め、またはその他の機器の組み立てが作業に含まれる場合、すべてのボルトが適切に取り付けられて締め付けられるまで作業は完了しないことに注意してください。
  • 一部の機器には、特別なボルト締め付け手順が必要です。 たとえば、トルク レンチを使用してボルトを仕様どおりに正しく締めたり、特別な順序でボルトを締めたりする必要がある場合があります。 正しい手順に従い、正しいツールを使用し、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、適切にボルトで固定されたフランジについてパイプと機器をチェックしてください。 簡単なガイダンスとして、ナットを超えないボルトは、プラントの配管職人または技術者が検討する必要があります。
  • プラントで不適切にボルト留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、起動前に正しく組み立てられ、適切にボルトで固定されていることを確認してください。

スタッドボルトの適切な長さは?
原則として、次のものを使用できます。 ナットの上部より上のボルトのフリー スレッドは、ボルトの直径の 1/3 に等しくなります。


投稿時間: 2020 年 8 月 4 日