溶接ネック パイプ フランジ: 設置、メンテナンス、ベスト プラクティス

溶接首の管フランジは、また溶接首のフランジまたはWNのフランジと呼ばれる、それが溶接される管に滑らかに移る長い、先を細くされたハブによって特徴付けられる鍛造された鋼鉄フランジです。 flangeは完全な浸透の突合せ溶接によって管の端に取り付けます ⁄ フランジと管が1 つの実体として振る舞うようにする単一の連続した継ぎ目 ここに見つけるものはASME B16.5 の圧力-温度の評価図表、クラス150 の次元表、面タイプ比較、物質的な等級の選択図表、決定matri×対です スリッポンフランジコードからの S およびインストール チェックリスト。.

この仕様ガイドは、石油 ガス、石油化学、発電、プロセス プラント用途の溶接ネック フランジの選択を任されている購入エンジニア、配管設計者、プロジェクト購入者にとって補助的な役割を果たします。.

溶接ネックパイプフランジとは ハブジオメトリ、溶接タイプ&エンジニアリングロジック

溶接ネックフランジ (weld neck flange =溶接ネックフランジ、またはWNフランジ (WN flange) とも呼ばれる) は、細長い円錐形のハブによって識別され、その直径が取り付けられるパイプと一致するまで徐々に厚さが狭くなります。ハブの端はベベルで先細りになり、完全な貫通突合せ溶接が可能になります。このプロファイルの役割を過小評価しないでください。その先細りの形状は、溶接のつま先だけでなく、ハブの長さに沿って曲げ荷重と圧力荷重をより適切に分散します。.

その滑らかに先細りのハブは、エンジニアがフランジの重いセクションと比較的薄いパイプ壁の間の滑らかな移行と呼ぶものを提供します。その滑らかな移行により、均一な応力の流れが生じ、接続に沿った局所的な高点や蓄積領域が防止されます。これが、高振動、一定の周期的荷重、extreme の高温または低温、または厳しいサービスを伴う条件下で、溶接ネック フランジが他のフランジ タイプよりも優れた性能を発揮する根本的な理由です。.

ASME B31.3 プロセス配管コードに従って完全貫通突合せ溶接が行われるため、溶接ネックは冶金学的に連続した接合部 ⁄ フランジを作成し、パイプは荷重下で単一の構造として動作します。その結果、ASME B31.3 プロセス配管コードは、応力計算の目的で溶接ネック接合部をパイプ自体と同じ評価しますが、スリップオン接続には疲労ペナルティが課せられます (ビュー) スリッポンフランジガイド 追加情報については、.

ウェルドネックフランジの利点は何ですか?

溶接首のフランジは他のフランジのタイプと比較する4 つの基本的な工学利点を提供します: 第1 に、先を細くされたハブはパッドの全長にわたって曲がるモーメントの負荷を広げるために働き、フィレット溶接のつま先に固有の応力集中を除去します第2 に、ボア内径は管セクションに正確に一致する従って乱流、浸食および割れ目の腐食を引き起こすステップがありません第3 に、突合せ溶接は外からのX線撮影のテストにアクセスできます ー 非破壊検査を簡単にする第4 に、単一の連続的な溶接接合箇所プロセス流体がプールするかもしれない内部割れ目を防ぎます ー 高純度および腐食性の適用で最優先します。.

ASME B16.5 圧力クラス: 適切な評価 (150 ～ 2500) を選択します

ASME B16.5 は、溶接ネック フランジに 150、300、600、900、1500、および 2500 の 6 つの圧力カテゴリを指定しています。各カテゴリには、鋼が加熱するにつれて弱まるため、温度が上昇するにつれて低下する圧力温度 (PT) 定格があります。不適切な選択パターンはコード違反です。実際的に言えば、故障の範囲はガスケットの浸出から激しい破裂に見舞われたコンポーネント全体までです。.

ASME B16.5 ごとの材料グループ 1.1 (ASTM A105 炭素鋼) の圧力温度定格を以下に示します。数値は psi 単位です。材料温度が上昇すると降伏強度が低下するため、温度が高くなると定格は低下します。.

現場調達チームは、運転圧力に関係なく、製油所および化学プラント システムの最低設置場所としてクラス 300 を日常的に保持しています。メキシコ湾岸の製油所で粗製予熱器のアップグレードを監督している配管エンジニアは、次のように皮肉を込めて指摘しました。プラント全体でクラス 300 を標準化することは、施設が後で圧力評価をエスカレートさせ、サービスをルート変更し、2 つの異なるフランジ在庫の維持を回避できることを意味します。 assember the cost premium versus Class 150 is significant when amortized over 25 to 40 terms of plant operation.

溶接首のフランジの次元: NPS ½」への12 ″の参照のテーブル(クラス150)

この表はASME B16.5 のクラス150 の溶接首のフランジの次元をNPS ”thru 12” 提供します。 すべての測定はインチです。寸法変化として提供されません。 boreの直径は次元の製造時に隣接した管のスケジュールの内径によって機械で造られます。 NPSおよびスケジュールは順序の時に要求されます。.

フェイスタイプ: 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)

フェースタイプはガスケットの形状とシール方法を定義します ASME B16.5 セクション6 では、溶接ネックフランジのデフォルトのフェースタイプはRaised Faceであると述べています フェースタイプを指定しない発注書はすべて、Raised Face (RF) 構成で自動的に製造されます フランジ付きジョイント内のフランジフェースタイプの不一致は、配管システムの仕様において頻繁に発生する間違いであり、ガスケットの漏れ、ハウジングの亀裂など、多くの考えられる結果をもたらします。.

上げ面フランジとフラットフェイスフランジの違いは何ですか?

上げられた面はフランジの面の表面で小さい上げられたリングが機械で造られることを意味しますボルト負荷はこの上げられた表面積に集中します小さいガスケットによって達成されるより高いガスケットの着座応力をもたらします平らな面は着座領域がフランジの外径に同一面であることを意味します; そしてガスケットはフランジの面全体を覆います.Raised面(RF)は産業配管で主に鋼鉄への適用のための最も一般的で広く利用された面タイプですが、鋳鉄装置(か延性がある鉄)に鋼鉄フランジを接続するとき平らな面(FF)のフランジの接続が利用されます.FFはRFフランジで見つけられた高くなった表面を除去するのに使用され、より弱い延性があるフランジを屈曲させ、圧力の下で一緒にトルクされたときの応力からの割れを生じさせることができます。.RTJ型ブラインドフランジ 最も過酷な用途向けに設計された圧力容器のクロージャーに対して、最高レベルのシール完全性を提供します。.

材料等級: A105 炭素鋼、A182 ステンレス及び合金の溶接の首のフランジ

材料グレードは、温度制限、腐食性用途、および物理的特性を定義するために使用されます。 ASME B16.5 規格には、溶接ネック フランジでの使用が検討される約 44 の異なる材料グループがリストされていますが、そのほとんどは、以下に示す 4 つのカテゴリに分類されます。 astm仕様でもあります。.

調達マネージャーがセットを注文したとき ASTM A105 炭素鋼フランジ 水処理施設の次亜塩素酸ナトリウム (NaOCl) 注入システムで使用する場合、わずか 18 か月後に孔食による漏れが発生し始めるとは予想していませんでした。NaOCl では、塩化物イオンが攻撃的で、フランジ面の炭素鋼の表面を攻撃します。これを修正するために、元のフランジを に置き換えました ASTM A182 F316 ステンレス鋼, 、塩化物環境での孔食を抑制するモリブデン (2%-3%) を含むため選択されました。 残念ながら、これらのフランジを交換するコストは、元のフランジのコストに6 日間のプラントダウンタイムを加えた1/3 でした。.

をご覧ください A105 材料仕様書ガイド 炭素鋼の化学物質の制限と熱処理要件を完全に内訳するため。.

溶接ネックとスリップオン フランジ: エンジニアリング決定マトリックス

溶接ネックとスリップオン フランジのどちらを選択するかは、使用の重大度、接続の疲労寿命、圧力定格の 3 つの変数に決まります。スリップオン フランジは安価で取り付けが簡単です。ただし、ASME コードによれば、エンジニアリング上の欠点があります。.

“「内部的には、溶接ネックフランジの内圧の約 2/3、疲労寿命の 1/3 を担っています。」”

スリッポン フランジ vs. ウェルド ネックの評価。業界エンジニアリング参考文献の ASME B16.5 標準解説から引用

決定版を読む フランジタイプガイド そして、balingsteelの溶接ネックフランジのページにアクセスして、追加のアプリケーションについて学びましょう。.

ウェルドネックフランジとスリップオンフランジの違いは何ですか?

溶接ネック フランジは、パイプ壁と同じ強度のハブを通過する単一の完全貫通突合せ溶接を介して、パイプと容器/装置の間の結合を形成します。逆に、スリッポン フランジは、パイプの端を越えて 2 つのフィレット溶接 (内側のボアと外側の表面に 1 つずつ) で接続されます。スリッポン フランジは通常、溶接コストが低く、設置がより迅速かつ簡単ですが、その接続により、周期的な動作中の溶接ネック構成の疲労寿命が約 3 分の 1 増加します。.

長い溶接首(LWN)フランジ: 容器のノズルの適用及び次元

ロングウェルドネックは、ハブが大幅に拡張される標準の WN フランジの変形です (事実上、短いトランジションではなくパイプのスタブです)。これにより、検査や溶接にアクセスできる場所に突合せ溶接を配置することが不可能な場合、突合せ溶接をタンクノズル、機器ノズル、または熱交換器ノズルから所望の距離だけ離して配置することができます。.

LWNフランジは、容器のノズルの突起、容器シェルから突出するパイプのセクションが短すぎて、標準的なWNハブを収容できない一方で、溶接機へのアクセスとNDTクリアランスを提供する場合に必要です。延長されたネックは、配管が容器の断熱ブランケットから出る断熱厚さのクリアランスも提供します。縮小溶接ネックフランジは、ネックボアがフランジ面ボアからより小さなパイプサイズに狭くなり、減速機の取り付けが不要になる特殊な形状です。を参照してください 突合せ溶接継手のページ LWN終端で使用されるコンポーネントを接続するため。.

溶接と設置: 突合せ溶接手順、位置合わせ、NDT チェックリスト

ASME B31.3 プロセス配管コードは、溶接ネックフランジの設置に適用されます; 多くのDOE国家実験室工学規格によってサポートされています。このシーケンスは、LANL工学規格マニュアル; セクションREF-3; リビジョン0 (http://www.lanl.gov/projects/esweb) およびLBL B31.3 プロセス配管ガイドリビジョン2 (http://eet.lbl.gov/rules) * にリストされている要件に基づいています。どちらも国立実験室サーバーから公的にアクセスできます。.

溶接作業員はアルバータ州の天然ガス圧縮ステーションに向かう途中、ある問題の通知を受けた。注文された溶接ネックフランジはスケジュール 40 にボアリングされていたが、コンプレッサーの排出配管はスケジュール 80 であった。 「6.3 mm のボアステップは静圧定格に影響を与えないだろう」とプロジェクトエンジニアは述べている。 「しかし、コンプレッサーの脈動周波数はたまたまステップの形状の最初の固有周波数に対応しており、応力集中により疲労寿命が 50% 以上減少することが判明した。」正しいボアスケジュールフランジの調達によって引き起こされるプロジェクトの 3 日間の遅延は、脈動の問題を軽減するよりも便宜的であると考えられました。.

経験豊富な配管エンジニアは、ボアの不一致を溶接ネックフランジの設置において最も蔓延しており、回避可能なコストが高い欠陥であると一貫して指摘しています。異なるボア ID のフランジを接合する場合 (ASME セクション VIII 容器ノズルは通常、関連する B31.3 配管よりも 1 スケジュール重いため、容器ノズル間の接合部全体に過剰に発生する周波数) - ポンプ、コンプレッサー、または高速流線に近い配送の場合、ボアステップは 3:1 または 4:1 で面取りする必要があります。.

NDTの要件は、ASME B31.3 に準拠した流体サービスカテゴリーに依存します:

ボルトトルクシーケンス: ASME B31.3 335.2.2 および ASME PCC-1-2019 Guidelines for Pressure Boundary Bolted Flange Joint Assembly によると、ボルトを十字パターンでトルクし、各トルクパスで最終トルクの 1/3 以下で通過 ~ 3 パス最小 (30% 70% 100%) 最初のトルクパスに続いて、フランジ面が平行に保たれていることを確認してから進みます。 ガスケットのクリープ緩和によりボルト荷重が軽減されるため、200F を超える最初の加熱サイクル後に再トルクすることが推奨されます。 を参照してください スタッドボルトトルクテーブル a193 B7 ボルトトルク値をボルト径で表したものについては、も参照のこと 突合せ溶接継手仕様ガイド コンポーネントを接続するため.

ウェルドネックフランジをパイプに溶接する方法は?

溶接首のフランジを管に溶接して下さい次のように: (1) 37.5/ASME B16.25 に管の斜面を準備し、ボア マッチを検証して下さい。 (2) 管軸に平行にフランジの面を1/16 in./ft.の内で置いて下さい。 (3) 12、3、6、9 時の位置で鋲溶接(1 インチの鋲)、(4) GTAWおよびアルゴンの背部パージ(壁の厚さ3/16’+のために)との根のパス。 (5) 承認されたWPSに従って満ち、帽子、(6)関連するサービス カテゴリに従ってNDTを実行します(下記、適当な参照して下さい)、(7)十字パターンのトルク ボルト、3 つのパス。.

業界の見通し: 溶接ネック フランジの需要動向 2025 ～ 2035 年

出典: Global Market Insights、2026 年 3 月。溶接ネック フランジは、フランジ市場全体の約 31% で収益で最大の製品カテゴリーを占めています。.

溶接ネックフランジは、LNG輸出ターミナルプロジェクト、石油およびガスの中流インフラのアップグレード作業、水素パイプラインネットワークの拡大から生じる需要を背景に、世界のフランジ市場で主要な投入製品グループを構成しています。 LNGプロジェクトでは、極低温サービス用のステンレス鋼および合金グレードのクラス600およびクラス900 WNフランジが必要です。 - 最も延長された工場リードタイムに直面しているのと同じグレード。.

「溶接ネックパイプフランジ」のオンライン検索量の分析では、この需要パターンが示されています。キーワード量は、2025 年 5 月の月間検索数 c.50 から、2025 年 10 月までに月間 1000+ に増加しました。これは、一部の製品の発表と並行して調達調査が急増したことを示しています。 2025年後半のLNG基地プロジェクト。.

2025-2026 年の通常調達の場合: 海外生産のクラス900 およびクラス1500 の溶接ネックフランジはNPS 8 ″以上で、2025 年末時点で6-12 週間のリードタイム内に一般的に利用可能ですが、鍛造能力の制限とエネルギー移行プログラムからの需要の増加により、2026 年第2 四半期より前にプロジェクト仕様を最終決定し、クラス600+の価格と工場スケジュールの安定性を確保することで、クリティカルパスの遅延を回避できます。.

よくある質問

溶接首管フランジは何のために使用されますか?

ASME B16.5 とASME B16.47 の違いは何ですか?

ソケット溶接継手と溶接ネックフランジを使用できますか?

溶接ネックフランジの正しいボアを指定するにはどうすればよいですか?

溶接ネックフランジは氷点下の温度に適していますか?

ウェルドネックフランジを使用しないのはいつですか?

このガイドについて

この仕様ガイドは、ASME B16.5 (2017 年版) の寸法および圧力温度定格データ、ASTM 材料規格 (A105、A350、A182、A694)、ASME B31.3 プロセス配管コード (2022 年版の疲労曲線の更新を含む)、および ASME PCC に基づいて作成されています。 -1-2019 ボルト接合アセンブリガイドライン。.

寸法表データは、2 つの独立した公開参照ソースに対して相互検証されました。圧力温度評価は 2 つの業界参照データベースに対して確認されました。データがエンジニアリングのコンセンサスまたは単一ソースの参照を表す場合、制限言語が使用されます。.

訪問 Balingsteelの溶接ネックフランジ製品ガイド 現在の価格設定、リードタイム、カスタムサイズの入手可能性について。.

Balingsteelエンジニアリングチームによるレビュー Balingsteelは、石油 ガス、石油化学、発電用途向けに、炭素鋼、ステンレス鋼、合金グレードのASME B16.5 ウェルドネックフランジを製造および供給しており、2016年11 月に、米国、米国、および米国を訪問します 溶接ネックフランジ製品ページ 寸法仕様、カスタムサイズ、一括価格設定用。.