高温高圧304楕円金属リングマット八角マット配管バルブ

高温高圧304楕円金属リングマット八角マット配管バルブ

一、設置前の準備

1. ガスケットとフランジの整合性検査

• 八角ガスケットの材質、規格（辺の長さ、厚さ、断面形状）がフランジ台形溝と一致することを確認する。例えば、ガスケットの公称直径はフランジと一致する必要があり、断面寸法は溝深さ、溝幅の設計要求に符合する必要がある（通常はASME B 16.20などの基準に従う）。

• フランジ台形溝の角度（よく見られる23°または30°）、表面粗さ（一般的にRa 3.2 ~ 6.3μmが要求される）を検査し、凹み、突起、亀裂などの欠陥がないことを確保し、溝内に貫通性スクラッチがあってはならない（そうしないと漏洩通路になる可能性がある）。

2. シール面のクリーニングと点検

• フランジ溝及びガスケット表面の不純物を整理し、油汚れ、鉄さび、溶接スラグ、粉塵などを含む（無絨布でアルコール又は専用洗浄剤をつけて拭くことができる）。硬質粒子が存在すると、ガスケットの局所的な力ムラ、ひいては圧潰を引き起こす。

• ガスケットの表面品質を検査する：変形、傷、バリ、錆、亀裂がなく、エッジに巻き取りがないことを確保し、さもなくば新しいガスケットを交換する必要がある（繰り返し使用するガスケットは表面平坦度が破壊されていないことを確認する必要がある）。

3. 工具と補助材料の準備

• トルクレンチ（ボルト仕様に基づいてレンジを選択し、精度を確保する）、ボルト潤滑剤（例えば高温耐咬合剤、ボルト締結時の渋みや噛み付きを避ける）、マーカーペン（マーカーボルトの締付順序）などを準備する。

二、ガスケットの配置と位置決め

1. シムを正しく入れる

• 八角ガスケットをフランジ台形溝内に穏やかに入れ、ガスケットが溝底、溝側面と全面的に貼り合わせ、歪み、ずれがないことを確保する。ガスケットの配置が間違っていると、局所的な接触面積が減少し、締結時に片側が過度に圧縮され、他方側のシール圧力が不足しやすい。

• 水平フランジについては、ガスケットを軽く回転させ、溝内で自由にスライド（引っ掛かりがない）できることを確認し、所定の位置に配置することを説明する。垂直フランジの場合は、取り付け中に滑り落ちないように、スペーサを一時的に固定する必要があります。

2. 人為的な損傷を避ける

• 取り付け時に硬い物でガスケットをこじ開けたり叩いたりしてはならず、ガスケットの変形や表面の傷を防止する。手で密封カバー（手の油脂、汗が表面を汚染し、密封に影響する可能性がある）に直接触れることを禁止し、清潔な手袋を着用して操作することを提案する。

三、ボルトの予備締め付けと締め付け

1. ボルトの予備締め付け

• フランジ締結ボルトを取り付ける時、まずボルトねじ及びナット接触面に潤滑剤を塗布し（高温で噛み殺さないように）、それから手ですべてのボルトをねじ穴にねじ込み、ナットとフランジ面が密着し、ボルト露出ナットの長さが一致することを確保する（通常2〜3個のねじ山）。

• 予備締付の目的：ガスケットとフランジ溝を予備的に接触させ、隙間を取り除き、この時各ボルトの予備締付力は均一でなければならない（手でねじって回転できなくなればよい）。

2. 対称、ステップ締結ボルト

3. 

   高温高圧304楕円金属リングマット八角マット配管バルブ

• 締結順序：「対称交差」原則、すなわちフランジ中心から両側へ対称に締め付け、片側の力によるフランジの変形を避ける必要がある。例えば、4つのボルトのフランジについては、「1→3→2→4」の順に、マルチボルトフランジについては、1 ~ 2個のボルトを時計回りまたは反時計回りに順にスキップして段階的に締め付ける（ボルト番号を1、2、3…nとし、1→n/2+1→2→n/2+2…の順に下図を参照）。

• ステップローディング：1回で締め付けるのではなく、3～4回に分けて徐々にトルクを設計値に増加させます。例えば、1回目は50%設計トルクを加え、2回目は80%、3回目は100%を加え、締結のたびにシムが中央にあるかどうかをチェックします。

• トルク値制御：フランジ設計要求のトルク値に厳格に従って締め付ける（ボルト材質、規格に対応するトルク表を参照可能）、過度の締め付け（ガスケットの過度な塑性変形、フランジまたはボルトの屈伏を招く）または過度の緩み（ガスケットの圧縮不足、有効なシールベルトを形成できない）を避ける。

4. 締め付け後の貼り合わせ状態を確認する

• 締め付けが完了したら、プラグゲージでフランジ隙間が均一であるかどうかを検査し、明らかなずれがないことを確認する。スペーサのエッジがフランジ溝に位置合わせされているかどうかを観察し、部分的な突起はありません。

四、設置後の検査と注意事項

1. 初期シール検査

• システムの昇圧前に、気密性試験（不活性ガスを通して、石鹸水でフランジの継ぎ手が泡が出ているかどうかを検査する）を行い、漏れがないことを確認することができる。

• もしシステムが許可するならば、先に冷態締結（常温で再び順番にボルトを締め付ける）を行って、高温モードでボルトの熱膨張と冷縮による予締力の低下を避けることができる。

2. 運転状態運転中の監視

• システム起動後、温度、圧力変化に注意し、変動が発生した場合、安定した後にボルトの予締力（特に高温モードでは、ボルトがクリープによりトルク損失を引き起こす可能性がある）を再度検査する必要がある。

• システムベルト圧の下でボルトを取り外したり、締めたりしてはならず、ガスケットが圧力衝撃によって失効しないようにしてください。

3. 再利用に関する考慮事項

• シムを繰り返し使用する場合は、表面の平坦度を清潔にして検査し、塑性変形がないことを確認しなければならない（表面に直尺で貼り合わせることができ、隙間は0.1 mmを超えない）、同時にフランジ溝が以前の取り付けにより摩耗していないかどうかを検査し、必要に応じてフランジ面を修復する。

重要な原則のまとめ

• 「清潔、対中、均一」：シール面は清潔でなければならず、ガスケットの位置決めは正確で、ボルトの締付力は均一に分布し、局所的な過圧や不足圧を避ける。

• 整合性優先：ガスケットとフランジの寸法、材質、運転状況の適応性は厳格に整合しなければならず、異なる規格や材質のガスケットを混合してはならない。

以上の手順により、取り付け不良による漏れリスクを最大限に低減し、高温高圧環境下での八角ガスケットの長期密封信頼性を確保することができる。

一、シールが故障し、漏れが発生する

1. 接触応力不足または分布不均一
   材質によって硬度、弾性率の差が大きい。例えば

• ガスケットの材質が軟らかく（純銅のように）、フランジの材質が硬く（ステンレスのように）、締め付け時にガスケットがフランジ表面の微小な窪みに過度に圧縮して埋め込まれ、有効なシール接触面積が減少し、圧力が上昇すると隙間から漏れやすい、

• ガスケットの材質が硬すぎ（例えば硬質合金）、フランジの材質が柔らかい（例えば炭素鋼）場合、ガスケットはフランジ面と十分に貼り合わせることができず、接触応力は局所的な高点に集中し、「面シール」ではなく「点接触」を形成し、漏洩リスクが急増する。

2. 熱膨張係数の不整合によるギャップ
   高温の場合、ガスケットとフランジの熱膨張係数の違いが大きすぎる（例えば、金属ガスケットと非金属フランジ、異なる金属材質の組み合わせ）と、温度変化時に両者の伸縮量が同期しないと、従来のシール接触圧力を破壊し、新しい漏れ通路を形成する。例えば、ガスケットの膨張量がフランジより大きい場合、「押し出しすぎ」により変形する可能性があります。膨張量がフランジより小さい場合は、「弛み」により隙間が発生します。

二、材質間の化学反応、シール面を破壊する

1. 電気化学腐食（galvanic corrosion）
   2種類の異なる電極電位の金属が接触（例えば、銅ガスケットと炭素鋼フランジ）すると、湿気、媒体（例えば酸アルカリ溶液）などの電解質環境中で、原電池反応が形成される：電極電位の低い金属（例えば炭素鋼）が陽極として腐食され、さび、腐食穴が発生し、フランジシールカバーの損傷を招く、同時に腐食生成物（例えば鉄さび）がガスケット表面に付着し、その平坦度を破壊し、漏れをさらに悪化させる可能性がある。
2. 化学的互換性の問題
   ガスケットとフランジの材質がいずれも媒体と反応したり、両者の間に化学反応が発生したりすると、シール部材を直接破壊します。例えば

• アルミニウム製ガスケットが真鍮フランジと接触すると、金属間化合物反応が起こり、脆性物質が生成し、ガスケットまたはフランジの表面がはがれてしまう可能性がある、

• 硫黄含有媒体では、ステンレス鋼フランジが炭素鋼ガスケットと接触し、「硫黄脆性」反応により両者の表面が亀裂する可能性がある。

三、機械損傷、部品寿命短縮

1. ガスケットまたはフランジの塑性変形
   材質の硬度が一致しない場合、締結中に「硬損軟」現象が発生する可能性がある：

• ハードガスケット（例えば高クロム合金）はソフトフランジ（例えばアルミニウム合金）のシール面を傷つけ、傷付き漏洩通路を形成する、

• 軟質マット片（例えば鉛）はハードフランジの押圧下で、過度の塑性変形により「圧潰」し、反発能力を失い、システム圧力や温度変動によるシール面の変化を補償できない可能性がある。

2. 疲労失効
   交互圧力または温度モードでは、材質の靭性、弾性の不整合により、スペーサまたはフランジが繰り返し力を受けて疲労することがあります。例えば：剛性の強いフランジ（鋳鉄など）と弾性の悪いガスケット（石綿ゴムなど）を組み合わせると、ガスケットはフランジの微小な変形を吸収できず、長期的な交番応力の下で亀裂や破断が発生する。

四、安全リスクと経済損失

• 媒体漏洩による事故：輸送されたのが可燃性爆発性、有毒有害媒体（例えば天然ガス、化学品）である場合、漏洩により火災、爆発または人中毒を引き起こす可能性がある、

• 設備の停止とメンテナンスコストの増加：漏れた後に緊急停止点検が必要で、損傷したガスケット、フランジを交換し、甚だしきに至ってはシステム全体の運行に影響し、生産中断と経済損失をもたらす、

• 長期腐食の累積危害：電気化学腐食または化学腐食はシール面の損傷を徐々に拡大し、フランジまたはパイプ本体の強度低下を招き、より深刻な破裂事故を引き起こす可能性がある。

まとめ