フランジクラス(Class 150、300、400、600、900、1500、2500)の選定ミスは安全上の問題につながります。クラス番号は単純な圧力分類ではなく、材料と温度に基づく許容圧力のシステムです。クラス番号だけで選定することの危険性を理解することが重要です。
7つの圧力クラス
クラス番号は歴史的なpsi圧力から派生しています。Class 150が150 psiを意味するわけではありません。実際の許容作業圧力(MAWP)は材料と温度に依存し、ASME B16.5のP-T定格表から読み取る必要があります。クラス番号だけでは設計圧力を判断できません。
材料グループとP-T定格
ASME B16.5は材料をグループに分類し、各グループに固有のP-T定格表を持ちます。主なグループ:グループ1.1(ASTM A105炭素鋼鍛造、A216 WCB鋳鋼)、グループ2.1(ASTM A182 F304/F304L)、グループ2.2(ASTM A182 F316/F316L)。
P-T定格の実例 — グループ1.1(A105)
| 温度 | Class 150 | Class 300 | Class 600 | Class 900 |
|---|---|---|---|---|
| 20°C | 19.8 bar | 51.1 bar | 102.1 bar | 153.2 bar |
| 200°C | 17.7 bar | 46.6 bar | 93.2 bar | 139.9 bar |
| 350°C | 12.6 bar | 32.5 bar | 65.0 bar | 97.5 bar |
| 400°C | 10.2 bar | 26.5 bar | 53.0 bar | 79.5 bar |
400°CではClass 150 A105フランジの許容圧力は10.2 barに過ぎません。20 barの蒸気システムに Class 150が十分だと考えるのは重大な設計ミスです。
Class 150の用途と制限
Class 150はプロセス配管では最も制限が多いクラスです。適切な用途:低圧・低温のユーティリティサービス(冷却水、計装エア)。不適切な用途:蒸気システム(低圧でも)、高温システム、腐食性流体で大きな腐食しろが必要な場合。
フランジ面の種類
- 突起面(RF):最も一般的、全クラスで使用可能
- 全面(FF):鋳鉄フランジとの組合せのみ(曲げ割れ防止)
- リング継手(RTJ):金属製ガスケット、Class 600以上の高温高圧用
ASME B16.47 — 大口径フランジ
ASME B16.5はNPS 24まで対応。NPS 26以上にはASME B16.47(シリーズAまたはB)を使用します。両シリーズは寸法が異なり互換性がありません。設計文書では必ずシリーズを明記してください。
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