フランジ面タイプ: RF、FF、RTJ、M&F、T&G の完全ガイド

フランジ面は、図面上では誰も注目しないフランジの部分ですが、接合部が 10 年間保持されるか、最初の水圧試験で漏れが発生する原因になります。ASME B16.5は 6 つの面のジオメトリを定義しており、それらは交換可能ではありません。 RF フランジを RTJ フランジに、または雄面を平面に嵌合しても、マージン シールは生成されません -。ガスケットが両方の表面に適切に接触できないため、シールはまったく生成されません。このガイドでは、各面のタイプ、外観、どのガスケットを使用するか、対応する圧力と使用範囲、現場の障害を引き起こす間違いについて説明します。

顔のジオメトリが重要な理由

フランジ接合部は、ボルトの荷重によって 2 つの平行な金属表面の間のガスケットが圧縮され、ガスケットの材料がそれらの表面の微細な粗さの中に流れ込むため、シールされます。着座エリア - の隆起、平坦、溝付き、さね-、- 溝 - の形状により、ボルトの荷重がどのように分散されるか、ガスケットの有効領域の面積、およびガスケットの保持の程度が決まります。

盛り上がった面によりガスケットの荷重が小さい直径に集中するため、単位応力が高くなり、適度な圧力でのシールが容易になります。リング溝により、ガスケットが規定のチャネル内に押し込まれ、内部圧力に抗してガスケットが収容されます。

平らな面は荷重をフランジ全体に分散します。これは、相手機器のフランジが鋳鉄であり、鋼製フランジのように荷重がかかると亀裂が発生する場合に必要です。顔のタイプは表面上の選択ではありません。それは密閉機構です。

レイズドフェイス (RF): デフォルト

隆起面は工業用配管で最も一般的なフランジ面であり、使用されているすべてのフランジのおそらく 80% をカバーしています。これは、ボルト円の外側のフランジ面にある小さな盛り上がったリングで、滑らかな機械加工仕上げが施されています。

隆起面の高さは圧力クラスによって異なります。クラス 150 および 300 では 1.5 mm の隆起高さが使用され、クラス 600 以上では 6.4 mm の隆起高さが使用されます。ガスケットはこの隆起リング上に配置され、ボルトの荷重により、向かい合った 2 つの隆起リングの間でガスケットが圧縮されます。

RF フランジは、シート ガスケット (非アスベスト、PTFE、グラファイト)、内輪と外輪を備えた渦巻状ガスケット、カムプロファイル ガスケットなど、幅広いガスケットを受け入れます。-これらはクラス 150 からクラス 2500 までの全範囲で動作するため、非常に一般的です。 -その代償として、高圧ジョイントにはガスケットが含まれていません-。ガスケットのサイズが適切でボルトで固定されていないと、内圧によってガスケットが横に吹き飛ばされる可能性があります。-

RF フランジは、石油およびガス、石油化学、化学処理、水道事業で標準です。面仕上げは通常、ソフトガスケットの場合は 125 ～ 250 AARH (3.2 ～ 6.3 マイクロメートル)、スパイラル-巻きガスケットの場合は 250 ～ 500 AARH です。

平面（FF）：脆性機器フランジ用

平面フランジには隆起リングがまったくありません - 面全体が 1 つの平面です。これは工学的な理由の 1 つによって存在します。鋼製フランジを鋳鉄、青銅、または FRP 機器のフランジにボルトで固定する場合、脆い材料は盛り上がった面の点荷重集中に耐えることができません。

RF フランジを鋳鉄フランジに当てようとすると、隆起したリングが脆性材料を突き破って亀裂が入ってしまいます。平らな面によりボルトの荷重が面全体に分散され、ガスケットはフランジ全体、穴などすべてを覆う全面ガスケットです。-

FF フランジは、通常、低圧サービス (クラス 125 からクラス 300) で、鋳鉄製のバルブ、ポンプ、機器のフランジに使用されます。{0} RF フランジと同じ単位応力を達成するには、はるかに高いボルト トルクが必要となるため、両方のフランジがスチールであるプロセス配管では一般的ではありません。

実際的なルール: ペアの一方のフランジが鋳鉄または非金属の場合、両面に全面ガスケットを備えた FF を使用します。-一方の FF ともう一方の RF を混合しても機能しません - 盛り上がった面が脆いフランジを押しつぶします。

リングタイプジョイント（RTJ）：高圧、高温

RTJ フランジには、フランジ面に機械加工された円形の溝 (または 2 つの同心の半溝) が刻まれており、そこに固体の金属リング ガスケットが収まります。-リングの断面は楕円形または八角形で、ボルトの負荷がかかると溝に塑性変形して、柔らかいガスケットに依存しない金属間シールを形成します。--

これは、クラス 600 以上、高温サービス (約 400 ℃ 以上)、およびソフト ガスケットが押し出されたり吹き出したりする石油およびガスの坑口 / クリスマス ツリー サービス向けの面タイプです。-

リング ガスケット自体がシール要素です。リング ガスケットはフランジ（通常は軟鉄、低炭素鋼、304/316 ステンレス、サービスに応じてインコネルまたはモネル）よりも柔らかく、溝に合わせて変形します。-フランジ面自体は接触しません - シールは完全にリングと 2 つの溝面の間にあります。

RTJ フランジは、海底坑口、高圧マニホールド、40 bar を超える蒸気サービス、グラファイト ガスケットが水素によって攻撃されるサワー サービスで使用されます。{0}欠点はコストです。溝の加工には費用がかかり、リングは精密部品であり、RTJ フランジは慎重な取り扱いが必要です - 溝に傷が付くとシールが損なわれます。リングは一度圧縮すると再利用できません。分解するたびに新しいリングが取り付けられます。

オスとメス (M&F): 正確な位置決め

雄フランジと雌フランジのペアは、一致する凸面と凹面を使用します。一方のフランジには凸面の雄面 (高さ約 6.4 mm) があり、もう一方のフランジには一致する凹面の雌面 (約 4.8 mm の深さ) があります。オスはメスに嵌まり、ガスケットはそれらの間の狭い環状表面に配置されます。

メス面はガスケットを位置決めして保持し、内圧によるガスケットの吹き飛びを防ぎます - これが RF よりも優れています。 M&F フランジは一般にポンプ、バルブ、熱交換器のチャネルで使用されます。組み立て中にガスケットが中心に位置する必要があり、機器のフランジはすでにメスになっています。

M&F フランジのガスケットはメスの凹部に限定されているため、横に突き出すことはできません。これにより、M&F はスパイラル巻きリングのない RF よりも高圧に適しています。また、オス パイロットが 2 つのフランジの中心に位置するため、組み立て中の位置合わせが容易になります。- -その代償として、フランジを落としたりぶつけたりすると、雄面が簡単に損傷します - 雄面の端に傷が入るとシールが損なわれます。

M&F フランジも RF と互換性がなく、平らな面を持つオスを混合することはできません。これらは ASME B16.5 でカバーされており、クラス 900 までのクラス範囲全体で使用されています。

タングアンドグルーブ (T&G): ガスケット完全封入

さね-と-は面の形状の中で最も複雑な形状です。一方のフランジには盛り上がった環状のさねがあり、もう一方のフランジにはそれに対応する環状の溝があり、ガスケットは完全に溝の内側に収まります。 M&F とは異なり、タングは狭く、溝は深いため、ガスケットは両側で完全に密閉され、タングの外側の端が大気から保護します。

T&G フランジは、酸化や押し出しに敏感なガスケット素材 - アスベスト代替品、PTFE、重要な用途に巻かれたスパイラル- -、および定期的に分解されないジョイントに使用されます。

利点は、ガスケットの閉じ込めを最大限に高め、揮発性または危険な使用時に優れたシールを行うことです。欠点はメンテナンスです。タングは壊れやすく、溝の掃除が難しく、ガスケットは完全に分解しないと検査できません。

T&G フランジには大小のバリエーションがあります (熱交換器用の大きい T&G、ポンプ接続用の小さい T&G)。一般的な配管では RF ほど一般的ではありませんが、重要な機器のフランジでは標準です。 M&F と同様に、他の顔タイプと互換性はありません。

相互-比較の概要

-非互換性ルール

唯一最も重要なルールは、異なる面タイプを持つ 2 つのフランジは嵌合しないということです。 RF フランジを RTJ フランジにボルト固定したり、M&F フランジを FF フランジにボルト固定したりして、シールを期待することはできません。ガスケットは全幅にわたって両方の表面に接触できません。

フランジをご注文の際は、お問い合わせ時に面タイプを明記し、相手機器（バルブ、ポンプ、コンプレッサー）が同一面であることをご確認ください。よくある現場の間違いは、RF のスペア フランジを注文したところ、ポンプが RTJ であることが判明したことです - スペアが適合しないため、再製造する必要があります。フェイスタイプは必ず機器の銘板と一致させてください。

面の粗さは仕様の一部です

同じ面種であっても、表面の仕上がり（粗さ）が重要となります。ガスケットには、- に食い込むための適切な粗さが必要です。滑らかすぎると滑ります。粗すぎると、ガスケットが山をシールできません。 ASME B16.5 は一般的な仕上げを指定しています: ソフト シート ガスケットの場合は 125 ～ 250 AARH、スパイラル-巻きガスケットの場合は 250 ～ 500 AARH。仕上げは、面の加工パターン -、フランジ フェーシング工具によって生成される連続スパイラルまたは同心のセレーションによって測定されます。レンチを落として損傷したり、ガスケットの取り外しが不十分で傷がついた面は、再組み立てする前に再研磨する必要があります。これは顔のタイプの選択とは別の操作であり、多くのサイト リークの原因となります。

現場でよくある間違い

• 「見た目が近い」という理由で RTJ フランジに RF ガスケットを使用すると、- ガスケットが溝に密閉されません。
• 鋳鉄バルブに FF フランジと RF フランジが混在し、負荷がかかると鋳鉄フランジに亀裂が生じます。
• 分解後に RTJ リング ガスケットを再利用する - リングが永久に固まっており、再シールできなくなります。-
• FF フランジを RF ボルト値まで締め付けると、脆い機器フランジに亀裂が入ります。
• 組み立て前に M&F メスの凹部を清掃しないと、古いガスケット材料が残り、オスの面が固定されなくなります。
• 面の仕上げを無視し、鋸歯のない機械加工された滑らかな面に柔らかいガスケットを使用します。{0}

選び方

サービスから開始します。圧力がクラス 600 以上、または温度が高い場合、デフォルトは RTJ です。鋳鉄、FRP機器にボルト締めする場合はFFをご使用ください。

ジョイントがM&F指定のポンプ、バルブ、熱交換器にある場合はそれに合わせてください。クラス 600 未満の一般的なプロセス配管の場合は、スパイラル巻線またはシート ガスケットを備えた RF を使用してください。-これがデフォルトであるのには十分な理由があります。{2}}

T&G は、ガスケットの封じ込めが最優先される重要なサービスのために予約されています。疑問がある場合は、機器の銘板を確認し、顔のタイプを一致させてください。フランジ面は即興で作る場所ではありません。

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