設計圧力定格の説明: ASME クラス制限とガスケットの選択

メンテナンス エンジニアは、6 インチ クラス 300 炭素鋼フランジの 400°F サービスを承認し、最初の加熱中にジョイントが泣き出すのを観察します。フランジは大丈夫です。同じ箱に入って到着したガスケットは周囲条件のみに適格であり、2 つの番号を並べて置く人は誰もいませんでした。

簡単に言うと、設計圧力定格とは、コンポーネントに含まれる最大圧力です。 指定された温度で 。温度を取り除くと、その数値は何の意味も持ちません。熱が上昇すると評価が低下し、場合によっては 70% 以上低下するからです。

「設計圧力定格」の実際の意味

このフレーズには 2 つのアイデアが詰め込まれており、それらを分離することでプロジェクトに関するほとんどの議論を回避できます。

設計圧力は選択した入力です。 ASME B31.3 では、通常の動作で予想される最も厳しい一致圧力と温度をカバーする配管システムの設計圧力を要求しています。プロセス プラントの実践では、エンジニアは通常、最大動作圧力の 110 パーセント、または動作圧力に 25 psi を加えた値のいずれか大きい方に設定し、実行可能な数値に切り上げます。管理コード、クライアントの仕様、またはリリーフバルブの設定圧力は常にその習慣よりも優先されます。

設計圧力定格は、調べた出力です。 これは、購入したコンポーネントが実際に目にする温度で含まれる可能性がある圧力です。フランジは ASME B16.5 または B16.47 から、バルブは ASME B16.34 から、ガスケットはフランジ クラスに対するメーカーの認定から取得されます。評価はプロセスではなくハードウェアに属します。

2 つの数値は、データシートに印刷されている設計点だけでなく、動作範囲全体にわたって一致する必要があります。

動作圧力、設計圧力、MAWP およびテスト圧力は 4 つの異なる数値です

これらは常に混同されており、間違ったものを見積もった発注書は通常、間違った製品を納品します。

トラップはテスト圧力です。周囲条件で 10 分間設計圧力の 1.5 倍の圧力を保持するジョイントは、50 回の熱サイクル後の 750 F での挙動については何も証明されていません。

ASME がクラス番号を圧力定格に変換する方法

「クラス 300」と言っても、プレッシャーを与えるものではありません。 NPS 24 までのサイズについては、ASME B16.5 の寸法および圧力カテゴリに名前が付けられています。そのカテゴリの背後にある許容圧力は、さらに 2 つの変数、つまりフランジ材料の材料グループ番号と使用温度によって決まります。

最も広く使用されているグループであるグループ 1.1 炭素鋼の 100°F での評価は次のようになります。

値は、グループ 1.1 炭素鋼の ASME B16.5 圧力温度評価表から取得されます。マテリアル グループを変更すると、すべてのマテリアルがシフトします。

温度は定格の残りの半分です

100 °F で 285 psi を許容する同じクラス 150 グループ 1.1 フランジは、800 °F では 80 psi しか許容しません。これは 72 パーセントの削減であり、フランジの寸法、ボルト サイズ、部品番号を変更することなく実現されます。

その理由は冶金学的にあります。温度が上昇すると降伏強度は低下し、約 600 F を超えるとクリープとボルトの緩和により、接合部を保持するボルトの荷重が消費され始めます。評価表は実際には、温度によって軽減される材料強度の表であり、その上にマージンが適用されます。

火傷をせずに圧力温度表を読むには

評価チェックに耐えられるかどうかは、5 つの習慣によって決まります。監査で不合格になる場合もあります。

1. マテリアル名だけでなく、最初にマテリアル グループを特定します。 A105、A350 LF2、および A182 F304 は、異なる評価の異なるグループに属します。
2. 実際の使用温度を使用し、補間を使用します。 ASME B16.5 では、リストされた温度間の線形補間が許可されています。 780 F の条件を 700 F に切り下げることは評価違反であり、保守的な近道ではありません。
3. 制限のある組み合わせを選択します。ラインの圧力が 200 psi で 400 F、500 psi で 200 F の場合、定格は高い圧力だけでなく、両方の点を満たさなければなりません。
4. ボルトとガスケットを個別に確認してください。ボルトも温度によって低下し、ガスケットフィラーとフェーシングには独自の天井があり、フランジの制限を大幅に下回っている可能性があります。
5. 材料を交換した後は再確認してください。炭素鋼からステンレスへの切り替えが遅れると、元のデータシートで正しかった評価が無効になる可能性があります。

ガスケットは圧力境界内に収まります

定格フランジジョイントはシステムであり、変形するように設計されている部品はガスケットのみです。ボルト締めによって荷重が供給され、フランジ面によって荷重が分散され、ガスケットによって荷重がシール応力に変換されます。

ボルト締めされたフランジ ジョイントの分解等角図。設計圧力定格は、両方のフランジ、ボルト、およびそれらの間のガスケットなど、完全なアセンブリに適用されます。ガスケットが設計温度で着座応力を発現できない場合、フランジの等級等級は理論値となります。

定格クラスに合わせたガスケット

クラス 900 フランジは、その面の間にボルトで固定されているものにはクラス 900 の性能を与えません。の ガスケット材質の物性 硬度や引張強さなどは、圧力クラスと同様に設計を形成します。 3 つの構造でほとんどの定格ジョイントをカバーします。

うず巻形ガスケット: 汎用主力製品

軟質フィラーを含む螺旋状に巻かれた金属ストリップ。通常、内輪と外輪が付属します。広い温度帯域にわたっておよそクラス 150 からクラス 2500 に及び、熱サイクル中に発生する小さなフランジ回転に耐えます。フィラーは天井を設定します: 高温用には柔軟なグラファイト、攻撃的な化学薬品用には PTFE、850 F を超えるマイカまたはセラミック。

うず巻形ガスケット PTFEフィラー入りうず巻ガスケット 製品を見る→

リングジョイントガスケット：最高クラス用

クラス 900 を超える場合、または水素が豊富で周期性の高いサービスでは、多くの場合、リング ジョイント ガスケットの金属間のくさび止めが唯一の実用的な解決策となります。シールはガスケットが溝に収まることによって達成されるため、溝の寸法、表面仕上げ、ガスケットの硬度は圧力クラス自体と同じくらい重要です。

リングジョイントガスケット リングタイプジョイントガスケットは、石油産業、掘削および石油ガス生産装置で使用するために開発されました。これらのガスケットは高品質のガスケットに適しています。 製品を見る→

Kammprofile ガスケット: 高応力、低ボルト負荷

鋸歯状のメタルコアと柔らかい表面層。全金属ガスケットと同様に高い着座応力を持ちますが、より低いボルト荷重でシールできるため、交換ではなく頻繁に修理されます。熱交換器やボルトへのアクセスが制限されているあらゆる接合部に適しています。

カムプロファイルガスケット 外輪が緩いカムプロファイルガスケット 製品を見る→

設計圧力レビューで明らかになる 5 つの間違い

• 温度を含まない定格を引用します。 同じ材料グループのクラス 150 は、100 F で 285 psi、1000 F で 20 psi です。
• フランジ定格をジョイント定格として扱います。 ボルト、ガスケット、フェーシングはすべて圧力境界内にあります。
• より高いクラスで漏れが治ると仮定します。 ガスケットが着座応力に達しなければ、クラス 300 からクラス 600 に移行しても何も変わりません。
• 材料グループとガスケットの温度制限がどのように相互作用するかを無視します。 まったく同じ温度でガスケットが破損しても、フランジは通過できます。
• 水圧試験を証拠として扱う。 周囲温度耐性テストは、境界を一度検証するものであり、長期的な動作を検証するものではありません。

設計圧力定格に関するよくある質問

設計圧力定格を正しく取得するには、主に、すべての圧力数値とその温度を組み合わせて、フランジだけでなくアセンブリ全体をチェックするという規律が必要です。 寧波リルソンシーリング材 は、スパイラル巻、リングジョイント、カムプロファイル、波形金属、非金属、熱交換器のガスケットを製造し、単一の見出し番号ではなく、フランジのクラス、材料グループ、および同時使用温度に基づいて作業します。お問い合わせと一緒にこれら 3 つの詳細を送信していただくと、ジョイントが実際に満たさなければならない定格と照らし合わせてシール構造を確認できます。