ANSI 600 圧力定格: フランジ ジョイントにとってクラス 600 が実際に意味するもの

クラス 600、6 インチのウェルドネック フランジの仕様書を引くと、最初の疑問は単純です。実際にどれくらいの圧力に耐えられるか? 600 psi と推測した場合、2 倍以上外れています。 ASME B16.5 によれば、クラス 600 炭素鋼フランジは周囲温度で約 1,480 psig と評価されており、温度エンベロープの上限近くで約 600 psi までしか低下しません。

ANSI 600 の圧力定格は圧力と温度の分類であり、固定された使用圧力ではありません。この区別により、フランジの材質、ボルトの仕様、ガスケットの種類、テスト圧力など、下流でのあらゆる決定が決定されます。やり方を間違えると、必要のない金属にお金を払ったり、さらに悪いことに、使用中に漏れが発生したジョイントを指定したりすることになります。この記事では、600 クラスの実際の意味、温度と材質によって数値がどのように変化するか、クラス 600 フランジに適切なガスケットを選択する方法について説明します。

ANSI 600 圧力定格の実際の意味

この評価は、NPS 1/2 から NPS 24 までのパイプ フランジおよびフランジ付き継手の規格である ASME B16.5 に基づいています。業界では依然として「ANSI B16.5」と呼ばれていますが、現在の規格は ASME によって発行されており、150、300、400、600、900、1500、2500 の 7 つの圧力クラスを定義しています。クラス 600 は高圧に位置します。その上には 900、1500、2500 だけがあります。 NPS 24 より大きいフランジの場合、ASME B16.47 は同じクラス ロジックを使用するため、ここでの原則はプラント全体に適用されます。

各クラスは、特定の温度における特定のフランジ材料の最大許容非衝撃圧力値のセットです。この数値は、フランジの材質、フランジの形状、規格に記載されているボルト締めの仮定の許容応力から計算されます。クラス番号自体は単なるラベルです。これを直接の psi 値としてではなく、定格の指定として扱ってください。

クラス 600 は、クラス 150 の約 5 倍、クラス 300 の 2 倍以上です。この大きな差により、クラス 600 が極端なサービスではなく、要求の厳しいサ​​ービスの開始点となる理由が説明されています。一般的なクラス 600 のアプリケーションには、石油およびガスの処理、蒸気システム、化学プラント、発電などが含まれます。

• クラス 150 — 一般的な低圧プロセス配管、水道、および空気サービス。
• クラス 300 — 中程度の製油所および産業上の義務。
• クラス 600 — 高圧プロセス、蒸気、炭化水素サービス。
• クラス 900 以上 — 高圧ガス、坑口、および厳しい周期的サービス。

温度がすべてを変える: クラス 600 ディレーティング曲線

最大許容非衝撃圧力は常に温度と組み合わせられます。使用温度が上昇するとフランジ材質の許容応力が低下するため、定格も低下します。クラス 600 A105 フランジの場合、数値は 100 °F で 1,480 psig、600 °F で 1,290 psig、850°F で 890 psig です。クラス 600 の「600」は、およそ 850 ～ 900 °F の作動圧力にしか見えません。これが、「600 psi でなければならない」という神話の由来です。

静水圧試験圧力と動作定格を混同しないでください。 ASME B16.5 フランジは、100 °F 定格の 1.5 倍、つまりクラス 600 炭素鋼フランジの場合約 2,220 psig で耐力テストが行​​われています。この値は 1 回限りの整合性チェックであり、動作制限ではありません。

材料グループ: 2 つのクラス 600 フランジが同じではない理由

ASME B16.5 は、クラスに単一の評価を割り当てません。材料グループごとに評価を割り当てます。グループ 1.1 は A105 および類似の炭素鋼をカバーします。グループ 2.1 は 304/316 オーステナイト系ステンレス鋼をカバーします。 100 °F では、316 ステンレス製クラス 600 フランジの定格は約 1,440 psig で、炭素鋼の 1,480 psig に近いです。高温では、炭素鋼の劣化が早く、材料自体の温度上限が制限要因となるため、この違いは高温でより顕著になります。

購入者にとっての実際的なポイント: さまざまなサプライヤーのクラス 600 フランジを比較するときは、必ず材料グループを確認し、ガスケットの材料がフランジの温度制限に耐えられることを確認してください。グラファイト面のガスケットを 900 °F 以上の定格のステンレス フランジに適合させるのが一般的です。ゴムで結合されたシートを 850 °F の炭素鋼ジョイントに適合させることはできません。

クラス 600 ボルト接合部の内部はどのように見えるか

クラス 600 ジョイントの場合、ガスケットは後から考えられたものではなく、フランジがガスケットを圧迫するフレームです。一般的な平面クラス 600 ジョイントでは、内リング付きうず巻きガスケット、またはフランジに RTJ フェーシングがある場合はリング ジョイント ガスケットが使用されます。ボルトの荷重はガスケットを固定するのに十分な高さである必要があり、フランジの剛性は温度サイクルを通じてその荷重を保持する必要があります。

クラス番号によって形状も決まります。クラス 150 フランジ用に作られたガスケットは、同じ公称サイズのクラス 600 フランジには適合しません。ガスケットはパイプサイズだけでなく、必ずフランジ規格と対面タイプに合わせて注文してください。

クラス 600 システムに適切なガスケットの選択

多くのプラントではクラス 600 が境界線です。ここから先はソフト シート ガスケットは限界になります。平面フランジの場合、内輪付きうず巻形ガスケットが主力製品です。内側のリングはガスケットの中心を決め、圧力下での巻線の内側への座屈を防ぎます。スパイラル巻きおよびリング ジョイント タイプのガスケット寸法は ASME B16.20 で指定されているため、フランジ クラスのマッチングは簡単です。

平面フランジ用うず巻形ガスケット

スパイラル巻きガスケットは、V 字型の金属巻きと柔らかいフィラーを組み合わせており、温度変動時にバネのような回復を実現します。これは製油所や化学プラントのクラス 600 プロセス配管の標準的な選択肢であり、蒸気および炭化水素のサービスで優れた性能を発揮します。

うず巻形ガスケット（オプションの内輪および外輪付き） これらの金属とフィラーのガスケットは、クラス 600 製油所および化学配管にバネのような弾力性を提供します。その構造は、利用可能なボルトの荷重と化学物質の適合性に合わせてカスタマイズできるため、蒸気および炭化水素サービス向けの多用途のシーリング選択肢となります。 製品を見る→

RTJフェーシング用リングジョイントガスケット

フランジに RTJ フェーシングがある場合、リング ジョイント ガスケットが金属間のシールを提供します。ボルトの荷重がかかると、ガスケットが変形して溝に入り、漏れのない線接触が形成されます。リング ジョイント ガスケットは過酷な高圧で使用できるように作られていますが、一度装着したら交換する必要があります。RTJ ガスケットを再利用すると漏れが発生する可能性があります。

高圧フランジシール用リングジョイントガスケット これらのガスケットは、厳しい石油およびガスの使用向けに設計されており、フランジの溝に変形して金属間のシールを実現します。これらは API および ASME ごとの標準サイズで提供され、水圧試験や腐食防止のためのゴムコーティングを含めることができます。 製品を見る→

熱交換器用カムプロファイルガスケット

Kammprofile ガスケットは、同心の鋸歯状の付いた固体金属コアと、多くの場合グラファイトまたは PTFE の柔らかい表面を使用します。これらは、柔らかいガスケットの適合性と金属の耐噴出性を兼ね備えているため、クラス 600 ジョイントを複数回開閉する必要がある熱交換器の接続や周期的なサービスに最適です。

鋸歯状の金属コアとソフトフェーシングを備えたカムプロファイル ガスケット これらのガスケットは、高圧、高温の信頼性を高めるために、固体の鋸歯状金属コアとグラファイトまたは PTFE の表面を組み合わせています。吹き出しや歪みに強いため、熱交換器の接続やサイクリック クラス 600 ジョイントに最適です。 製品を見る→

ガスケットの破損はフランジ漏れの主な原因であるため、再組み立てする前に既存の接合部を検査することは有益です。有用なチェックには、次の方法を学ぶことが含まれます。 損傷したうず巻形ガスケットを特定する 、そしてその方法を理解する リングジョイントガスケットは高圧、高温下でもシール性能を維持します。 .

ボルト締めと取り付け: クラス 600 ジョイントが実際に漏れる場所

現場でのクラス 600 ジョイントの漏れのほとんどは、ガスケットの品質ではなく、ボルトの負荷に遡ります。フランジのクラスによって定格がわかりますが、ガスケットが必要な取り付け応力に達するかどうかはボルトによって決まります。 ASME PCC-1 ボルト締め手順に従ってください: 制御されたトルクまたは張力、クロスパターン パス、および最終的なフルターゲット パス。大きなクラス 600 ジョイントの場合は、トルクだけでは摩擦損失を常に補うことができないため、トルク レンチの代わりにテンショナーを検討してください。

1. 「600」が 600 psi を意味すると仮定し、実際に 900 psig で実行されるプロセスにはクラス 300 フランジを選択します。クラスを選択する前に、実際の設計温度での定格を必ず確認してください。
2. 圧縮したガスケットを再利用します。うず巻形ガスケットは、軽度の作業では 2 回目の使用に耐えることができますが、RTJ およびカムプロファイル ガスケットは、取り付け後は 1 回限りの部品として扱う必要があります。
3. ガスケットのサイズとフランジ面が一致していません。クラス 600 フランジには特定の面と溝の寸法があります。ガスケットは、スパイラル巻きおよびリングジョイントスタイルの ASME B16.20 に適合する必要があります。

古いラインをアップグレードする場合も同様のデューデリジェンスが適用されます。最初にフランジの材質、表面の状態、ボルトの状態を確認します。新しいガスケットでは、穴が開いたフェーシングや伸びたボルトを修正することはできません。

FAQ: ANSI 600 圧力定格 - 購入者が実際に尋ねる質問