7つの主要なフランジタイプは、石油・ガス、化学、電力、水処理産業のさまざまな配管システム要件に対応します。各フランジタイプは、設置、コスト、性能において明確な利点を提供します。選択は、使用圧力、温度、パイプサイズ、およびメンテナンスの必要性に依存します。このガイドは、情報に基づいた配管システム設計の決定を行うために、すべてのフランジタイプの包括的な比較を提供します。
フランジタイプの概要
フランジタイプは、フランジがパイプに接続する方法、機械的応力を分散する方法、およびさまざまな動作条件下での性能を決定します。一部のフランジタイプはパイプに溶接され、他のものはねじ込み、またルーズリング設計を使用するものもあります。正しい選択は、圧力クラス、温度、媒体の腐食性、およびジョイントを分解する頻度など、特定のアプリケーション要件によって異なります。
| フランジタイプ | 接続方法 | 一般的なサイズ範囲 | 一般的なクラス | 相対コスト |
|---|---|---|---|---|
| ウェルドネック | 突き合わせ溶接 | NPS 1/2 - 24 | 150 - 2500 | 高 |
| スリップオン | すみ肉溶接（2箇所） | NPS 1/2 - 24 | 150 - 600 | 中 |
| ブラインド | ボルト締め（パイプなし） | NPS 1/2 - 24 | 150 - 2500 | 中 |
| ソケット溶接 | すみ肉溶接（1箇所） | NPS 1/2 - 2 | 150 - 2500 | 中 |
| ねじ込み | NPTねじ | NPS 1/2 - 4 | 150 - 300 | 低 |
| ラップジョイント | 突き合わせ溶接（スタブエンド） | NPS 1/2 - 24 | 150 - 600 | 中 |
| レデューシング | 突き合わせ溶接またはすみ肉溶接 | NPS 1 - 24 | 150 - 600 | 高 |
| オリフィス | 突き合わせ溶接 | NPS 1 - 24 | 300 - 2500 | 高 |
ウェルドネックフランジ
ウェルドネックフランジは、パイプからフランジ本体への応力分布を滑らかにする長いテーパーハブを備えています。完全溶け込み突き合わせ溶接でパイプに接続されるため、放射線検査が可能で、パイプ自体と同等の継手強度を実現します。ウェルドネックフランジは、150〜2500のすべての圧力クラスで利用でき、高圧、高温、および過酷な繰り返し荷重条件に最適な選択肢です。ただし、熟練した溶接と非破壊検査が必要なため、より単純なフランジタイプよりも設置コストが高くなります。
スリップオンフランジ
スリップオンフランジはパイプの外径にスライドして取り付けられ、内側のボアと外側の面の2箇所のすみ肉溶接で固定されます。ウェルドネックフランジよりも位置合わせが容易で、コストも低いため、低圧用途で人気があります。スリップオンフランジは通常クラス150〜600に制限され、低圧の水、空気、ユーティリティサービスで一般的に見られます。テーパーハブがないため、ウェルドネックに比べて応力集中は少なくなりますが、繰り返し荷重条件下での疲労寿命は短くなります。
ブラインドフランジ
ブラインドフランジは、中心ボアのない中実のディスクで、パイプ端部、バルブ開口部、圧力容器ノズルを密閉するために使用されます。ボアがないため、ブラインドフランジはあらゆるフランジタイプの中で最も高い圧力定格に耐えることができます。ブラインドフランジは、組み立てられた配管セクションの圧力テスト、プラント拡張のための将来の接続ポイントの提供、および廃止された機器の隔離に不可欠です。NPS 1/2〜24のすべてのサイズと、レイズドフェイス、フラットフェイス、リングジョイントを含むすべてのフェーシングタイプで利用できます。
ソケット溶接フランジ
ソケット溶接フランジには、パイプを受け入れるざぐりソケットがあり、外側に1箇所のすみ肉溶接が施されます。内部ショルダーがパイプの貫通を防ぎ、ソケット底部の小さな膨張ギャップ（約1/16インチ）が熱膨張に対応します。ソケット溶接フランジは、NPS 1/2から2の小径配管に使用され、スペースが限られた高圧用途に適しています。化学注入ライン、計器接続、油圧システムに最適です。
ねじ込みフランジ
ねじ込みフランジは、標準のNPTまたはBSPテーパーねじを使用して、外ねじのパイプにねじ込む内ねじボアを備えています。溶接が不要なため、火気作業が禁止されている危険な環境に最適です。低圧クラス（通常クラス150および300）と小径サイズに制限されます。ねじ込みフランジは、メンテナンスのための迅速な取り付けと取り外しを提供しますが、溶接接続よりも継手強度が低く、熱サイクルにより時間の経過とともに漏れが発生する可能性があります。
ラップジョイントフランジ
ラップジョイントフランジは、パイプにスライドするルーズリングと、パイプに溶接される別途製造されたスタブエンドの2つの別々のコンポーネントで構成されています。リングは自由に回転できるため、組み立て時のボルト穴の位置合わせの問題がなくなります。ラップジョイントフランジは、冷却水やユーティリティサービスなど、頻繁な分解と検査が必要な用途に最適です。また、リングをスタブエンドよりも低コストの材料で製造できるため、高価なパイプ材料を使用する場合のコスト削減にもなります。
レデューシングフランジ
レデューシングフランジは、単一のフランジ本体内に2つの異なるボア径を持ち、別個のレデューサー継手なしで異なるサイズのパイプを接続できます。偏芯設計により、両方のボアの上部が整列し、空気や蒸気の蓄積を防ぎます。レデューシングフランジは、ポンプの吸込・吐出ノズル、機器接続、スペースが限られたラインサイズ変更で一般的に使用されます。フランジとレデューサーの組み合わせと比較して、スペースを節約し、潜在的な漏れ箇所の数を減らします。
オリフィスフランジ
オリフィスフランジは、差圧流量測定用に設計された特殊フランジです。フランジの両側に半径方向の圧力タップ穴と、オリフィスプレートの取り外しを容易にするジャッキねじが含まれています。オリフィスフランジはASME B16.36に準拠し、クラス300〜2500で利用できます。正確な流量測定には上流と下流の直管部が必要であり、取引計量およびプロセス制御アプリケーションで一般的に使用されます。
適切なフランジタイプの選び方
まず、使用圧力と温度を評価して必要な圧力クラスを決定します。次に、パイプの接続方法を検討します。溶接接続は最高の完全性を提供し、ねじ込み接続は火気作業を回避し、ルーズリング設計は頻繁な分解を容易にします。メンテナンス頻度と非破壊検査の必要性を考慮します。最後に、初期購入価格だけでなくライフサイクルコストを確認します。初期費用が高い一部のフランジタイプは、メンテナンスの軽減と耐用年数の延長により、システム寿命全体で総コストが低くなる場合があります。
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