ANSI規格フランジ は、北米の産業施設の圧力配管システムに主要な機械的接続方法を提供します。このガイドでは、調達エンジニアや配管設計者にとって重要な圧力と温度の定格、フェーシングの種類、および材料の仕様について説明します。
ANSI 標準フランジとは何ですか?またどのように進化したのですか?
米国国家規格協会 (ANSI) が最初にフランジ寸法規格を発行し、その後、米国機械学会 (ASME) がこの規格を維持および更新しました。現在有効な規格には、公称直径 24 インチまでのフランジ用の ASME B16.5 と、それより大きい直径から 60 インチまでのフランジ用の ASME B16.47 が含まれます。
主要な分類システムには次のものがあります。
- 無次元の圧力温度定格を表す、150、300、600、900、1500、および 2500 と指定された圧力クラス
- レイズドフェイス(RF)、フラットフェイス(FF)、リングタイプジョイント(RTJ)などのフェイスタイプ
- 溶接互換性のためにパイプスケジュールに一致するボア構成
Jiangyin Zhonghai Precision Machinery Co., Ltd. は、精密フランジと鍛造品を専門とする、PED、TUV、および TS 資格を持つ ISO 9001 認定メーカーとして運営されています。同社は、GB、ASME、ASTM、JIS、EN、DIN 規格に準拠した管フランジ、鍛造フランジ、機械加工フランジ、および関連部品を生産し、完全にカスタマイズされた図面ベースの製造をサポートしています。生産範囲は 1/2 インチから 60 インチ、単体重量は最大 10 トン、最大寸法は 4 メートルです。完全な社内機能には、量産部品と複雑な機械加工部品の両方を処理する鍛造、加熱、CNC 旋削、穴あけ、検査ラインが含まれます。
5 つの重要な仕様の技術分析
1. 低圧スリップオン構成: ANSI 標準フランジ 150 ポンド スリップオン
クラス 150 は最低の標準圧力定格を表し、周囲温度の水、蒸気、および重要ではないプロセス流体に適しています。スリップオン フランジはパイプ端にスライドし、両側をすみ肉溶接するため、狭いスペースでの取り付けが簡単になります。
クラス 150 炭素鋼の圧力温度定格:
- 最大圧力 285 psi (周囲温度 (100°F) で)
- 400°F で 140 psi まで圧力を軽減
- 750°F で 20 psi まで圧力を軽減
設置コストの比較:
| 因子 | スリップオンフランジ | ウェルドネックフランジ |
| 材料費 | 15~20%低い | ベースライン |
| 溶接労働 | 2 つの隅肉溶接 (クイック) | 1 つの突合せ溶接 (認定手順) |
| 検査要件 | 視覚的および磁性粒子 | レントゲンまたは超音波 |
| 位置合わせ公差 | ±2mm許容可能 | ±0.5mm必要 |
| 耐疲労性 | 中等度 | 優れた(スムーズな応力遷移) |
ANSI 規格フランジ 150 ポンド スリップオン この構成は、設置速度が耐疲労性要件を上回るユーティリティ配管、HVAC システム、低圧プロセス ラインに適しています。
2. 高圧溶接ネック設計: ansi 標準フランジ溶接ネック スケジュール 40
ウェルドネックフランジには、パイプ肉厚にスムーズに移行するテーパーハブが組み込まれています。この形状により曲げ応力が分散され、重要な接合部の構造が強化されます。
スケジュール 40 のパイプ寸法により、ボアの互換性が決まります。
- 2 インチ スケジュール 40: 60.3mm 外径、3.91mm 壁、52.5mm ID
- 4 インチ スケジュール 40: 外径 114.3mm、壁厚 6.02mm、内径 102.3mm
- 6 インチ スケジュール 40: 168.3mm 外径、7.11mm 壁、154.1mm ID
フランジタイプの性能比較:
| 特徴 | スリップオンフランジ | ウェルドネックフランジ |
| 応力集中係数 | 2.5~3.0 | 1.2~1.5 |
| 疲労のライフサイクル | 10,000~50,000 | 100,000~500,000 |
| ハブの厚さ | なし(管壁のみ) | 段階的補強 |
| 圧力定格の一貫性 | パイプスケジュールによるディレーティング | パイプに関係なく定格を維持 |
| 代表的な用途 | 静的、低サイクルシステム | 周期的でストレスの高いサービス |
の ansi 標準フランジ溶接ネック スケジュール 40 この組み合わせは、化学プラントや製油所のプロセス配管の最も一般的な仕様を表し、圧力容量と標準的な材料の入手可能性のバランスをとります。
3. 閉鎖と隔離の用途: ANSI 標準フランジ、ブラインド隆起面
ブラインド フランジは、メンテナンス中に配管システムを終端したり、機器を隔離したりします。隆起面は、ガスケット圧縮のための精密機械加工されたシール面を提供します。
面仕上げ仕様には次のものが含まれます。
- 非金属ガスケット用の 125 ~ 250 マイクロインチ AARH (算術平均粗さ高さ)
- 63 ~ 125 マイクロインチ AARH うず巻きガスケット用
- 32-63 マイクロインチ AARH リングタイプジョイント用
ブラインド フランジの機能比較:
| 機能 | ブラインドフランジ | バルブの隔離 |
| ポジティブアイソレーション | アブソリュート(ソリッドバリア) | シートの完全性に依存 |
| 圧力試験 | 水圧試験の理想的なエンドポイント | バイパスまたは削除が必要です |
| 重量 | 高(無垢鍛造) | 可変(バルブタイプに依存) |
| 動作速度 | 遅い(ボルトの締め方/ボルトの外し方) | 急速 (4 分の 1 回転または複数回転) |
| 大きいサイズの料金 | 中等度 | 圧力クラスによる指数関数的 |
ANSI 規格フランジのブラインド盛り上がった面 仕様には精密な面加工とガスケットの適合性の検証が必要です。堅牢な構造は、どちらの方向からのシステムの全圧力にも耐え、容器の入口やパイプラインセグメントのメンテナンスに信頼性の高い隔離を提供します。
4. 炭素鋼材料グレード: ansi 標準フランジ炭素鋼 a105
ASTM A105 は、常温および高温で使用するための鍛造炭素鋼配管コンポーネントを指定しています。このグレードは、費用対効果と機械的信頼性により、工業用フランジ用途で最も多く使用されています。
化学組成の要件:
- 溶接性のための炭素最大 0.35%
- 強度のためのマンガン 0.60 ~ 1.05%
- 脱酸用シリコン 0.10-0.35%
- リンと硫黄 各最大 0.040%
製法比較:
| プロパティ | 鍛造ASTM A105 | キャスト相当 |
| 粒子構造 | 洗練された方向性のある | ランダム、粗い可能性あり |
| 内部欠陥 | 最小(変形により閉じられる) | 気孔リスク |
| 衝撃靱性 | 高 (-29°C で通常 20J) | 変動、一般的には低い |
| 圧力-温度定格 | 完全な ASME B16.5 値 | 10 ~ 20% 軽減 |
| ポンドあたりのコスト | ベースライン | 30~40%低い(ただしリスクは高い) |
ANSI 規格フランジ炭素鋼 a105 仕様には、熱処理と機械試験を検証する材料試験証明書が必要です。鍛造構造により、鋳造コンポーネントに固有の内部気孔リスクが排除され、重要なサービスのコスト割増が正当化されます。
5. 高圧ソケット溶接: ansi 標準フランジ ソケット溶接 3000 psi
ソケット溶接フランジは、高圧用途でのより小さな直径の配管 (通常は 2 インチ以下) に対応します。ソケットボアは、外側ジョイントで隅肉溶接でパイプ端を受け入れます。
相当圧力クラス:
- 3000 psi のソケット溶接は、クラス 600 以上にほぼ相当します
- 6000 psi ソケット溶接はクラス 1500 に対応
- 9000 psi ソケット溶接はクラス 2500 に対応
小口径接続部の比較:
| 方法 | ソケットウェルドフランジ | ねじ付きフランジ |
| 圧力の完全性 | 高(溶接バリア) | 中等度 (thread seal dependent) |
| 耐疲労性 | 良好(滑らかなボア) | 不良(ねじ部の応力集中) |
| インストールスキル | 溶接資格が必要です | 下位(パイプフィッタースキル) |
| 漏れの可能性 | 溶接欠陥のみ | ねじ山の損傷、シーラントの劣化 |
| サイズ範囲 | 通常 1/2 ~ 2 インチ | 1/2~4インチが利用可能 |
の ansi 標準フランジ ソケット溶接 3000 psi この仕様は、ねじ接続が周期的な圧力や振動下で疲労破損する危険性がある機器接続、サンプリング ポート、および小口径プロセス ラインに対応しています。
製造品質と認証基準
ISO 9001 および PED への準拠
品質管理システムは、文書化された手順を通じて一貫した生産を保証します。
- 工場試験レポートから最終検査までの材料トレーサビリティ
- オーステナイト化と焼きならしのサイクルを検証する熱処理記録
- ASME B16.5 公差表に基づく寸法検査
- 重要な用途向けに定格圧力の 1.5 倍での圧力テスト
社内製造能力
江陰中海精密機械は完全な生産統合を維持しています。
- 大径ブランク用最大10,000トンの鍛造プレス
- 雰囲気制御付き連続熱処理炉
- 直径 4 メートルまで加工できる CNC 立型旋盤
- 位置公差±0.2mmのボルト穴パターンを実現するドリリングセンター
世界標準とカスタマイズサービス
マルチスタンダードな生産能力
国際標準に準拠した並行製造により、グローバルなプロジェクト要件がサポートされます。
- 中国国内プロジェクトのGB基準
- 北米および中東市場向けの ASME/ASTM
- 日本および東南アジアの顧客向けのJIS仕様
- 欧州経済領域準拠のための EN/DIN 規格
非標準およびエンジニアリングされたソリューション
図面ベースの製造は、次のような特別な要件に対応します。
- メーターランセクション付きオリフィスフランジ
- 容器シェル接続用の長い溶接ネック
- コンパクトなフランジにより重量とボルト負荷が軽減されます。
よくある質問
クラス 150 フランジとクラス 300 フランジの間には、ボルト円直径のどのような違いがありますか?
公称 6 インチのフランジの場合、クラス 150 では、ボルト円直径 241.3 mm、直径 22.2 mm のボルト 8 本が指定されています。クラス 300 は、直径 25.4 mm のボルト 12 本を使用した 269.9 mm のボルト円を指定します。より大きなボルト円と増加したボルト数により、圧力定格を高めるためのより高いガスケット圧縮要件に対応します。既存のクラス 150 フランジは、外径と厚さが不十分なため、追加の穴を開けてクラス 300 にアップグレードすることはできません。
低温用途における A105 と A350 LF2 材料の比較はどうですか?
ASTM A105 シャルピー V ノッチ衝撃試験は、最低 -29°C で合格します。 ASTM A350 グレード LF2 では、クラスに応じて -46°C または -59°C での衝撃要件が指定されています。 LF2 グレードの価格は 15 ~ 25% 高くなりますが、冷蔵サービスや北部の気候にさらされる場合に必要な耐久性を備えています。 A105 ansi 標準フランジ炭素鋼 a105 -29°C 未満では脆性破壊の危険性がある仕様です。
スリップオン フランジが安全に処理できる最大圧力はどれくらいですか?
クラス 150 スリップオン フランジの定格は周囲温度で 285 psi ですが、応力集中係数は溶接ネック設計より 2.5 倍高くなります。実際の用途の制限により、周期的なサービスではスリップオン フランジの圧力が 150 ~ 200 psi に低下することがよくあります。の ansi 標準フランジ 150 ポンド スリップオン この構成は、静的で非衝撃的な用途にのみ適しています。
平面ジョイントとリングタイプジョイントのシール性能はどのように異なりますか?
盛り上がった面のフランジは、広い接触領域にわたって平らなまたはらせん状に巻かれたガスケットを圧縮し、適度な表面仕上げのばらつきを許容します。リングタイプのジョイントには、精密な溝加工(±0.05mm)と塑性変形によるシールを実現する金属間の接触が必要です。 RTJ 接続は、10,000 psi を超える圧力と、従来のガスケットが破損する 500°C を超える温度に耐えます。隆起面接続は、加工コストが低く、ガスケット交換が簡単であるため、一般的なプロセス配管で主流となっています。
最低注文数量とサンプルポリシーとは何ですか?
標準カタログ フランジは、メンテナンス要件に合わせて単体からの注文をサポートします。カスタム鍛造品には、ヒートロットのトレーサビリティのために最低 500kg の材料数量が必要です。認定試験用のサンプル フランジを購入する必要があります。寸法レポートと材料証明書は、追加料金なしで標準納品に同梱されます。江陰中海精密機械は、迅速な出荷のために一般的なサイズの在庫を維持しています。
結論
適切な選択 ANSI規格フランジ 圧力温度条件、配管力学、および材料環境の分析が必要です。指定するかどうか ansi 標準フランジ 150 ポンド スリップオン 経済性のために、 ansi 標準フランジ溶接ネック スケジュール 40 疲労耐性のために、 ANSI 標準フランジのブラインド レイズド フェイス 隔離のために、 ansi 標準フランジ炭素鋼 a105 標準サービスの場合、または ansi 標準フランジ ソケット溶接 3000 psi 高圧小口径の場合、技術仕様がシステムの完全性を決定します。
Jiangyin Zhonghai Precision Machinery Co., Ltd. は、鍛造から最終検査までの一貫した製造を提供し、認定された品質と直径 4 メートルまでの寸法能力で世界のエネルギーおよびプロセス産業をサポートしています。
参考文献
- 米国機械学会、ASME B16.5-2020、パイプ フランジおよびフランジ付き継手: NPS 1/2 ~ NPS 24 メートル/インチ規格
- 米国機械学会、ASME B16.47-2017、大径スチール フランジ: NPS 26 ~ NPS 60 メートル/インチ規格
- 米国試験材料協会、ASTM A105/A105M-21、配管用途用炭素鋼鍛造品の標準仕様
- 米国試験材料協会、ASTM A350/A350M-18、炭素および低合金鋼鍛造品の標準仕様、配管コンポーネントのノッチ靭性試験を要求
- 欧州標準化委員会、EN 1092-1:2018、フランジとその継手 - パイプ、バルブ、継手および付属品用の円形フランジ、PN 指定 - パート 1: スチール フランジ
- 国際標準化機構、ISO 9001:2015、品質管理システム - 要件
