下流の石油およびガスのシール: 製油所での使用に適したガスケットの選択

水素化分解装置の装薬ラインのしだれフランジがそれ自体を明らかにすることはほとんどありません。それはまず、歩道のかすかな炭化水素の臭い、断熱材の黒い汚れ、またはヘッダーの残りの部分より 2 度高い熱画像として表示されます。それが目に見えるスプレーになるまでに、ユニットは計画外の停止を計画しており、数百ドルの費用がかかるジョイントの生産には1週間かかります。

この記事の残りの部分では、どのガスケット スタイルがどの下流サービスに適しているか、関連規格が実際に何を管理しているか、およびジョイントが 5 年間の稼働に耐えられるかどうかを決定する実際的な詳細について説明します。

下流側のシーリングが別の問題となる理由

下流は、精製所のプロセスユニット、石油化学および化学プラント、保管ターミナル、積載ラック、配水パイプラインなど、坑口以降のすべてをカバーします。ガスケットのスタイルは上流で使用されているものと重複しますが、負荷プロファイルは重複しません。

ほとんどのシーリングの決定は 3 つの違いによって決まります。

• 定常状態ではなく、循環しています。 水素化処理装置、改質装置、触媒ユニットは、再生、起動、停止中に繰り返し加熱と冷却を行います。サイクルごとにボルトの荷重が少し緩みます。1 日目には 40 bar を保持していたガスケットは、厚さを回復できない場合、10 サイクル後には 12 bar で泣き出す可能性があります。
• 何千もの小さな関節。 単一のプロセスユニットには、プロセスユニットに供給する上流施設全体よりも多くの小口径フランジ接続を含めることができます。統計的には、24 インチのメインラインではなく、そこに漏れが発生します。
• 腐食と電気絶縁。 混合材料、耐酸性サービス、陰極防食パイプラインにより、絶縁ジョイントと正しい材料の組み合わせが後付けではなくシーリング仕様の一部となります。

スケールも重要です。 MarketsandMarkets は、世界の石油およびガス処理シール市場は 2018 年に約 57 億米ドルと推定し、2023 年までに 64 億米ドルに達すると予測されており、掘削現場よりも処理プラントがその需要のより大きなシェアを占めています。

どのガスケット スタイルがどのダウンストリーム サービスに適合するか

5 つのガスケット スタイルが、下流のフランジ付きジョイントの圧倒的多数をカバーします。実際に重要な違いは、ボルト負荷の要求、温度の上限、およびジョイントが再作成に耐えられるかどうかです。

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ほとんどの製油所プロセス配管では、スパイラル巻きガスケットがデフォルトの選択肢であり続けています。これは、2 つのことを一度にバランスさせるためです。柔らかいフィラーがシールを行い、一方、V 字型の金属巻き線が、冷却時にジョイントにかかる負荷を維持するスプリングバックを提供します。ボルトの荷重が制限されている場合、またはフランジが狭い場合は、通常、より重いガスケットを接合部に押し込むよりも波形金属またはカムプロファイル構造の方が適しています。

実際の使用条件に合わせたガスケットの適合

通常、選択はフランジ定格と設計温度から始まりますが、使用可能なボルト荷重、面の状態、媒体と腐食、および修理の間に予想される熱サイクル数という 4 つの変数によってジョイントが実際に保持されるかどうかが決まります。

気温は全体像の半分にすぎません。安定した使用で 450 °C と定格されたガスケットでも、200 °C と 400 °C の間で 2 週間ごとに変動するユニットでは破損する可能性があります。重要なのは、ジョイントが収縮したときにガスケットが元のボルト荷重のどれだけ戻るかであるためです。

表面仕上げは、ターンアラウンドで最も見逃されることが多い変数です。 3.2 ～ 6.3 μm Ra の鋸歯状表面用に指定されたうず巻きガスケットは、滑らかな表面、磨耗した表面、または刻み目のある表面では大きく異なる動作をします。 フランジ面の仕上げと状態 同一のガスケットがあるフランジではシールされ、次のフランジではシールされる理由を頻繁に説明しています。

実際に重要な基準と承認

下流調達では通常、ブランドではなく標準に名前を付けるため、それぞれが実際に何を管理しているかを知るのに役立ちます。

• ASME B16.20 — スパイラル巻き、リングジョイント、ジャケット付きガスケットの寸法、公差、マーキング、およびフィラーの温度制限。
• ASME B16.5 / B16.47 および EN 1092-1 — ガスケットがボア、ボルト円、および面に関して一致する必要があるフランジ規格。
• ASME PCC-1 — 目標ボルト応力、潤滑および締め付け順序を含む、ボルト締結アセンブリのガイダンス。
• NACE MR0175 / ISO 15156 — サワーサービスの材料硬度と冶金限界。
• EN 10204 3.1 — 金属コンポーネントに対して通常要求される材料証明書のタイプ。
• API 6A および ISO 9001:2015 — 下流のオペレーターや EPC 請負業者が名指しで要求する製品および品質システムの承認。

たとえば、Ningbo Rilson Sealing Materials Co., Ltd. は ISO 9001:2015 に基づいて運営され、API 6A 製品認証を取得しており、GE、シェル、エクソンモービルなどの業界グループへのサプライヤーとして認められています。これらの承認は長いチェックリストを 1 つの質問に圧縮するため、ベンダー認定の際に便利なフィルターとなります。

最も頑丈なジョイント用のリングジョイントとカムプロファイルガスケット

圧力クラス、温度、またはサイクルによって柔らかいガスケットが窓から押し出される場合、2 つのスタイルが優勢になります。

リングジョイントガスケット

リングジョイントは、機械加工された金属リングとフランジ面の溝の間の線接触をシールします。何かを補うためのソフトフィラーは存在しません。まさにそれが、高圧水素や高信頼性のタイインで機能する理由です。また、溝に傷がついたり、リングが公差を超えていたり、ボルトが均等に持ち上げられていなかったりすると、すぐに機能しなくなる理由でもあります。ボルトの負荷要件は高く、溝は想定ではなく検査する必要があります。

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カムプロファイルガスケット

kammprofile ガスケットは、各側に薄い柔らかい表面を備えた鋸歯状の金属コアを使用します。これはハイブリッドのように動作します。リングジョイントよりも必要なボルト荷重が少なく、熱サイクルを通じて良好に回復し、うず巻形ガスケットが限界近くで機能する交換器シェルとチャネルカバーの周囲のフランジ接続を処理します。

熱交換器と絶縁ジョイント: 見落とされているシールポイント

熱交換器のシールの問題は狭い領域に集中します。ガスケットはシェル フランジとチャネルまたはカバー プレートの間に位置し、接合部全体の温度勾配は急峻で、ボルトの荷重は 2 つの面を同時に保持する必要があります。交換器ガスケットは通常、ユニットごとに完全なセットとして指定されるため、バンドル内のすべてのジョイントが一緒に交換され、ボルトの荷重のバランスが保たれます。

絶縁ガスケットキットは別の問題を解決します。パイプラインが陰極防食されている場合、導電性フランジ接合部が腐食箇所となり、絶縁ガスケット、スリーブ、ワッシャーを備えた絶縁キットが電気経路を遮断します。封印の義務はそれほど重要ではありません。電気的完全性は保証されておらず、絶縁ワッシャーが 1 つ欠けていると、設置全体が無効になります。

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実際に漏れが始まる場所: 組み立てとボルトへの負荷

ASME PCC-1 を含む業界のボルト接合ガイダンスは、同じメッセージに収束しています。つまり、ガスケットが最も弱い部分であることはほとんどなく、アセンブリが最も弱い部分です。下流側のターンアラウンドの実際的なシーケンスは次のようになります。

1. フランジの向きがガスケットの仕様と一致していることを確認します。傷がついたり、腐食したり、ひどい穴が開いた面は、シールしようとするのではなく拒否してください。
2. 両面と溝を清掃し、接合部に近づく前にガスケットの寸法、内径、厚さを図面と照らし合わせて確認してください。
3. 指定された潤滑剤をねじ山とナットの面に一貫して塗布してください。潤滑剤の変更により、ほとんどの人が予想するよりも多くのボルト荷重が発生します。
4. 単一の円形スイープではなく、組み立て手順のパターンを使用して複数のパスでジョイントを引き上げます。
5. 最後にボルトの応力またはトルクをチェックし、値を記録し、次回の交換に備えてジョイントにタグを付けます。

ユニットが動作温度に達した後の再トルクは、ガスケットの種類と手順に応じて、適切な場合もあれば、適切でない場合もあります。習慣よりも、書かれた方法に従うことが重要です。

ガスケットメーカーに送るもの

この業界における見積もりの遅れは、ほとんどの場合、共同データの欠落が原因です。以下の内容を 1 つのメッセージで送信すると、やり取りのほとんどがなくなります。

• フランジ規格、呼び径、圧力等級、フェーシングタイプ。
• ガスケットの寸法、または内径と外径を含むマークアップされた図面。
• 巻線および充填材に加えて、サワーサービスの硬度要件も含まれます。
• 証明書の種類が必要です (例: EN 10204 3.1)。
• サイズごとの数量、およびフル交換器セットが必要かどうか。

リピート注文の場合、元の仕様をファイルに保存しておくことは努力の価値があります。これにより、フィラーのグレードを密かに変更する「同等の」代替を防ぐことができます。

よくある質問

下流のシーリングは、プレミアム材料よりも準備に報酬を与えます。サービスに適したガスケットのスタイルを選択し、フランジとボルトの荷重を確認し、書面による組み立て手順に従うことで、仕様書を 1 回アップグレードするよりも多くの漏れを防ぐことができます。

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