JP2020034069A

JP2020034069A - フランジ継手の締結方法

Info

Publication number: JP2020034069A
Application number: JP2018160311A
Authority: JP
Inventors: 輔鈴木; Tasuku Suzuki
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2038-08-29
Also published as: JP6978993B2

Abstract

【課題】フランジ継手５同士の締結時に締結ボルト９のネジ部によるガスケット８の損傷を防止するフランジ継手５の締結方法を得ることを目的とする。【解決手段】第一のボルト穴７ａ、第二のボルト穴７ｂ及び第三のボルト穴７ｃ、第四のボルト穴７ｄにリーマピン１０を挿入する工程と、２本のリーマピン１０にガスケット８を載せる工程と、複数のボルト穴７に締結ボルト９を挿入しフランジ継手５同士を仮締結する工程と、２本のリーマピン１０を抜き取り、締結ボルト９を挿入し、フランジ継手５同士を締結する工程と、を有するフランジ継手５の締結方法。【選択図】図２

Description

本発明は、フランジ継手の締結方法に関する。

水平方向に延びる配管同士を接続する場合、互いのフランジ継手を対向させて位置を合わせ、フランジ継手の対向面間にガスケットを挿し込んでフランジ継手同士をボルトで締結する。

この場合、ガスケットを無支持状態でフランジ継手を締結すると、ガスケットは下側のボルトに載った状態となってしまう。

フランジ継手のボルト穴とボルトの径には差があるため、通常、ボルトに載った状態のガスケットの中心はフランジ継手の中心に一致しない。

そこで、フランジ継手の面間に冶具を挿し込み、フランジ継手に対してガスケットの位置を調整しつつ支持し、その状態でボルトを締め込んでフランジ継手を締結することが行われている（例えば特許文献１参照）。

特開平７−３１０８７４号公報

特許文献１のようにフランジ継手の面間に冶具を挿し込んでガスケットの位置を調整する場合、ボルトを締め込む作業者とは別に冶具を操作する作業者が必要である。また、締結ボルトでフランジ継手同士を締結する際に、ガスケットが締結ボルトのネジ部分の上に載るため、締結ボルトを締め込む際等に、締結ボルトのネジ部分によってガスケットが損傷してしまうという問題点があった。

本発明は、上記の問題点を背景になされたものであり、フランジ継手同士の締結時に締結ボルトのネジ部によるガスケットの損傷を防止するフランジ継手の締結方法を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、水平方向に延びる２本の配管のフランジ継手の締結方法であって、一方の配管のフランジ継手の下半部に設けられた第一のボルト穴と、それに対応する位置の他方の配管のフランジ継手に設けられた第二のボルト穴に第一のリーマピンを挿入する工程と、前記一方の配管のフランジ継手の下半部に設けられ前記第一のボルト穴とは異なる第三のボルト穴と、それに対応する位置の前記他方の配管のフランジ継手に設けられた第四のボルト穴に第二のリーマピンを挿入する工程と、一方の配管のフランジ継手と、他方の配管のフランジ継手との間にガスケットを挿入する工程と、前記第一のリーマピン及び前記第二のリーマピンに前記ガスケットを載せる工程と、前記２本の配管のフランジ継手に設けられた前記第一のボルト穴、前記第二のボルト穴、前記第三のボルト穴、及び前記第四のボルト穴以外の複数のボルト穴に締結ボルトを挿入し、前記一方の配管のフランジ継手、及び前記他方の配管のフランジ継手を仮締結する工程と、前記第一のリーマピン及び前記第二のリーマピンを抜き取り、締結ボルトを挿入して前記一方の配管のフランジ継手、及び前記他方の配管のフランジ継手を締結する工程と、を有するものである。

本発明に係るフランジ継手の締結方法よれば、締結ボルトのネジ部によるガスケットの損傷を防止することができる。

本発明の実施の形態に係るリーマピンの全体図である。本発明の実施の形態に係るリーマピン及びガスケットの設置状態図である。従来のガスケット装着時の概略図である。本発明の実施の形態に係るガスケット装着時の概略図である。

図１は、本発明の実施の形態に係るリーマピンの全体図である。また、図２は、本発明の実施の形態に係るリーマピン及びガスケットの設置状態図である。図１及び図２に示されるように、リーマピン１０は、円筒形状の本体部１と、本体部１の一端に設けられた円錐形状のテーパー形状部２ａと、本体部１の他端に設けられた頭部２ｂとで構成されている。

２本のリーマピン１０は、連結部材３で組み合わされている。

リーマピン１０の一部である本体部１は、フランジ継手５の材質より柔らかい、例えば樹脂系の材質などで構成される。本体部１の外周面は、突起物などがなく滑らかで抵抗がない加工が施されている。

さらに、円筒形状の本体部１の径は、フランジ継手５に設けられているボルト穴７ａ、ボルト穴７ｃ（図３参照）、ボルト穴７ｂ、及びボルト穴７ｄ（図２参照）の径と同一である。なお、本体部１の径は、ボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄの径と同一であると述べたが、厳密に同一である必要はなく、例えば、本体部１の径がボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄの径に対して０ｍｍ〜０．５ｍｍ程度小さくてもよい。

リーマピン１０の一部である円錐形状のテーパー形状部２ａは、一端に向かって径が細くなるように形成されており、リーマピン１０をフランジ継手５のボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄに挿入する際に、挿入作業をし易くするためのガイド機能を果たす。また、円錐形状のテーパー形状部２ａは、リーマピン１０をボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄに挿入する際に、フランジ継手５同士の芯合わせの働きを果たす。

リーマピン１０の一部である頭部２ｂの径は、ボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄの径よりも大きく構成されている。このため、リーマピン１０をボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄに挿入する際に、ボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄに頭部２ｂが引っ掛かりボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄからリーマピン１０が貫通して脱落することを防ぐ。

また、頭部２ｂは、リーマピン１０をボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄへ挿入する際の打撃打ち込み等にも使用できる強度と機能を有する。

図２に示されるように、水平方向に延びる２本の配管４の端部には、それぞれフランジ継手５が設けられている。なお、２本の配管は水平方向に延びると述べたが厳密に水平である必要はなく、略水平の概念を含むものとする。例えば水平に対する傾斜角が４５°以下である。

フランジ継手５は、例えばレイズドフェイス（ＲＦ）タイプのもので構成されている。フランジ継手５は、フランジ継手５の中心部から等距離に複数のボルト穴７、ボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄを有する。ボルト穴７、ボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄは同一の径である。ボルト穴７ａ及びボルト穴７ｃは同じフランジ継手５に設けられており、フランジ継手５の中心を挟んで左右に分かれている。同様にボルト穴７ｂ及びボルト穴７ｄは同じフランジ継手５に設けられており、フランジ継手５の中心を挟んで左右に分かれている。

ボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄは、フランジ継手５の下半部に設けられている。なお、ボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄは、それぞれ本発明における「第一のボルト穴」、「第二のボルト穴」、「第三のボルト穴」、「第四のボルト穴」に相当する。

ガスケット８の内径は、２本の配管４のフランジ継手５の内径と同径であり、かつガスケット８は複数のボルト穴７、ボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、ボルト穴７ｄと外接する。

フランジ継手５の表面には、例えば渦巻き型ガスケットであるガスケット８を設置するフランジシート面６が設けられている。

図３は、従来のガスケット装着時の概略図である。また、図４は、本発明の実施の形態に係るガスケット装着時の概略図である。ここで、図２〜図４を用いて、従来のフランジ継手の締結方法と、本発明の実施の形態に係るフランジ継手の締結方法について説明する。

[従来のフランジ継手の締結方法]
図２及び図３に示されるように、従来は、水平方向に延びる２本の配管４のフランジ継手５同士を締結する際には、フランジ継手５同士のフランジシート面６の芯合わせを行うためにボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ及びボルト穴７ｄに締結ボルト９を挿入し、フランジ継手５同士の位置を仮固定させる。

次に、その仮固定させたフランジ継手５同士の内側にガスケット８を装着させる。この際、ガスケットの脱落を防ぐため締結ボルト９のネジ山の上にガスケット８を載せる必要があった。このため、締結ボルト９を増し締めする際に、締結ボルト９のネジ山とガスケット８とが接触し、ガスケット８が損傷することがあった。

また、締結ボルト９のネジ部分の径はボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ及びボルト穴７ｄの径よりも小さいため、そのクリアランス分だけガスケット８のガタツキが生じてしまう。そのため、ガスケット８の中心はフランジシート面６の装着芯と合っておらず、ガスケット８の位置調整として手作業による調整及びガスケット８の位置保持作業を必要としていた。

さらに、ガスケット８の中心とフランジシート面６との装着芯が合っていない場合、ガスケット８の一部が配管４内に露出してしまう。このため、配管４内を流通する流体にさらされて、ガスケット８の一部が欠落等してしまい、欠落してしまったガスケット８が原因で下流側にある機械又は装置等に誤作動又は故障等を引き起こすおそれがあった。

[本発明の実施の形態に係るフランジ継手の締結方法]
つぎに、図２及び図４を用いて本発明の実施の形態に係るフランジ継手の締結方法について次のステップに従って順に説明する。

（ステップＳ１）
一方の配管４のフランジ継手５の下半部に設けられたボルト穴７ａと、それに対応する位置の前記他方の配管４のフランジ継手５に設けられたボルト穴７ｂにリーマピン１０を挿入する。

（ステップＳ２）
一方の配管４のフランジ継手５の下半部に設けられボルト穴７ａとは異なるボルト穴７ｃと、それに対応する位置の他方の配管４のフランジ継手５に設けられたボルト穴７ｄにリーマピン１０を挿入する。

（ステップＳ３）
一方の配管４のフランジ継手５と、他方の配管４のフランジ継手５との間にガスケット８を挿入する。

（ステップＳ４）
２本のリーマピン１０にガスケット８を載せる。

（ステップＳ５）
２本の配管４のフランジ継手５に設けられたボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄ以外の複数のボルト穴７に締結ボルト９を挿入し、一方の配管４のフランジ継手５、及び他方の配管４のフランジ継手５を仮締結する。

（ステップＳ６）
２本のリーマピン１０を抜き取り、締結ボルト９を挿入して一方の配管４のフランジ継手５、及び他方の配管４のフランジ継手５を締結する。

[実施の形態の効果]
以上のことから、本実施の形態によれば、水平方向に延びる２本の配管４のフランジ継手５の締結方法であって、一方の配管４のフランジ継手５の下半部に設けられたボルト穴７ａと、それに対応する位置の他方の配管のフランジ継手に設けられたボルト穴７ｂに第一のリーマピン１０を挿入する工程と、一方の配管４のフランジ継手５の下半部に設けられボルト穴７ａとは異なるボルト穴７ｃと、それに対応する位置の他方の配管４のフランジ継手５に設けられたボルト穴７ｄに第二のリーマピン１０を挿入する工程と、一方の配管４のフランジ継手５と、他方の配管４のフランジ継手５との間にガスケット８を挿入する工程と、第一のリーマピン１０及び第二のリーマピン１０にガスケット８を載せる工程と、２本の配管４のフランジ継手５に設けられたボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄ以外の複数のボルト穴７に締結ボルト９を挿入し、一方の配管４のフランジ継手５、及び他方の配管４のフランジ継手５を仮締結する工程と、第一のリーマピン１０及び第二のリーマピン１０を抜き取り、締結ボルト９を挿入して一方の配管４のフランジ継手５、及び他方の配管４のフランジ継手５を締結する工程と、を有する、ものとする。

このようにすることで、リーマピン１０の表面は滑らかで抵抗がないため、ガスケット８をリーマピン１０に当接させても締結ボルト９の締め込みに伴って損傷などが発生しない。

また、第一のリーマピン１０及び第二のリーマピン１０の本体部１の径は、ボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄと同径であるように構成する。

このようにすることで、リーマピン１０の本体部１とボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄとの径のクリアランスが限りなく０ｍｍに近い状態のためガスケット８をフランジ継手５同士の間に装着した際にも、従来のように締結ボルト９を使用した時に生じたガタツキが無く、ガスケット８の装着位置はフランジシート面６の芯と同芯となり、手作業によるガスケット８の位置調整作業や、ガスケット８の位置保持作業が不要となる。

また、ガスケット８の内径は、２本の配管４のフランジ継手５の内径と同径であり、かつガスケット８は複数のボルト穴７、ボルト穴７ａ、ボルト穴７ｂ、ボルト穴７ｃ、及びボルト穴７ｄと外接するように構成する。

このようにすることで、ガスケット８の中心とフランジシート面６との装着芯が合っているので、ガスケット８の一部が配管４内に露出することがない。このため、配管４内を流通する流体によって、ガスケット８の一部が欠落等してしまい、欠落してしまったガスケット８が原因で下流側にある機械又は装置等に誤作動又は故障等を引き起こすおそれもなくなる。

また、ガスケット８に生じる面圧を少しでも向上させ配管４内を流通する流体の漏れを防ぐために、２本の配管４のフランジ継手５は、レイズドフェイスタイプであるように構成する。

また、ガスケット８は、渦巻き型ガスケットであるように構成する。

渦巻き型ガスケットは高温・高圧用として合理的に設計された高性能のセミメタリックガスケットである。このため、火力発電所、原子力発電所、及びスチームタービン船の蒸気系はもちろん、石油精製又は石油化学工業のプロセスラインや熱媒体油ラインに広く応用できる配管４及びフランジ継手５を得ることができる。

また、第一のリーマピン１０及び第二のリーマピン１０の表面は滑らかであるように構成する。

このようにすることで、リーマピン１０の表面は滑らかで抵抗がないため、ガスケット８をリーマピン１０に当接させても損傷などが発生しない。

なお、リーマピン１０を挿入するボルト穴７ａ〜７ｄは、フランジ継手５の下半側に設ければ複数のボルト穴７を適宜選択してもよい。

１本体部、２ａテーパー形状部、２ｂ頭部、３連結部材、４配管、５フランジ継手、６フランジシート面、７ボルト穴、７ａ〜７ｄボルト穴、８ガスケット、９締結ボルト、１０リーマピン

Claims

水平方向に延びる２本の配管のフランジ継手の締結方法であって、
一方の配管のフランジ継手の下半部に設けられた第一のボルト穴と、それに対応する位置の他方の配管のフランジ継手に設けられた第二のボルト穴に第一のリーマピンを挿入する工程と、
前記一方の配管のフランジ継手の下半部に設けられ前記第一のボルト穴とは異なる第三のボルト穴と、それに対応する位置の前記他方の配管のフランジ継手に設けられた第四のボルト穴に第二のリーマピンを挿入する工程と、
一方の配管のフランジ継手と、他方の配管のフランジ継手との間にガスケットを挿入する工程と、
前記第一のリーマピン及び前記第二のリーマピンに前記ガスケットを載せる工程と、
前記２本の配管のフランジ継手に設けられた前記第一のボルト穴、前記第二のボルト穴、前記第三のボルト穴、及び前記第四のボルト穴以外の複数のボルト穴に締結ボルトを挿入し、前記一方の配管のフランジ継手、及び前記他方の配管のフランジ継手を仮締結する工程と、
前記第一のリーマピン及び前記第二のリーマピンを抜き取り、締結ボルトを挿入して前記一方の配管のフランジ継手、及び前記他方の配管のフランジ継手を締結する工程と、を有する、
フランジ継手の締結方法。
前記第一のリーマピン及び前記第二のリーマピンの本体部分の径は、前記第一のボルト穴、前記第二のボルト穴、前記第三のボルト穴、及び前記第四のボルト穴と同径である、
請求項１に記載のフランジ継手の締結方法。
前記ガスケットの内径は、前記２本の配管のフランジ継手の内径と同径であり、かつ前記ガスケットは前記複数のボルト穴と外接する、
請求項１〜２の何れか一項に記載のフランジ継手の締結方法。
前記２本の配管のフランジ継手は、レイズドフェイスタイプである、
請求項１〜３の何れか一項に記載のフランジ継手の締結方法。
前記ガスケットは、渦巻き型ガスケットである、
請求項１〜４の何れか一項に記載のフランジ継手の締結方法。
前記第一のリーマピン及び前記第二のリーマピンの表面は滑らかである、
請求項１〜５の何れか一項に記載のフランジ継手の締結方法。