Victaulic OEM および海洋サービス担当副社長 Didier Vassal 氏は、フランジと溝付きパイプジョイントの方法を比較し、フランジに対する溝付きパイプジョイントの利点について説明しました。効率的な配管システムは、ビルジおよびバラストシステム、海水および淡水冷却、潤滑油、防火、デッキ洗浄などの二次システムを含む、船舶で必要なさまざまなサービスに不可欠です。パイプラインのグレードが許す限り、これらのシステムでは、溶接/フランジ加工に代わる効果的なパイプ接続方法は、スロット付き機械式ジョイントを使用することです。これにより、一連の技術的、経済的、実用的な利点が得られます。これには、パフォーマンスの向上、より迅速かつ簡単な設置とメンテナンス、船上の重量の軽減が含まれます。パフォーマンスの問題 フランジ付きパイプジョイントでは、2 つの嵌合フランジがボルトで固定され、ガスケットが圧縮されてシールが形成されます。フランジジョイントのボルトとナットがシステムの力を吸収して補正するため、時間の経過とともに、圧力変動、システムの動作圧力、振動、熱膨張と収縮により、ボルトとナットが伸びて元の密閉性が失われます。これらのボルトのトルクが緩むと、ガスケットの圧縮シールが失われ、さまざまな程度の漏れが発生する可能性があります。配管システムの場所と機能によっては、漏れはコストがかかり危険であり、メンテナンス/修理のダウンタイムとリスクにつながる可能性があります。ジョイントを分解するときには、ガスケットを交換する必要があります。時間の経過とともに、ガスケットがフランジ表面に付着するためです。ジョイントを分解するときは、2 つのフランジ表面からガスケットを削り取る必要があり、ガスケットを交換する前にこれらの表面を清掃する必要があり、これもメンテナンスのダウンタイムを増加させます。ボルト接続力とシステムの膨張と収縮により、フランジガスケットも時間の経過とともに圧縮「変形」を生じ、これが漏れのもう 1 つの原因です。スロット付き機械式パイプジョイントの設計は、これらのパフォーマンスの問題を克服します。まず、パイプの端に溝を形成し、パイプ接続をジョイントで固定し、弾性のある圧力応答性エラストマーガスケットをジョイントに取り付けます。カップリングハウジングはガスケットを完全に囲み、シールを強化して所定の位置に保持します。これは、カップリングがパイプの溝に噛み合って信頼性の高いインターロックを形成するためです。最新のカップリング技術により、直径 24 インチ (600 mm) までのパイプを、2 つのナットとボルトのみで完全に組み立てて、自己拘束ジョイントを固定できます。パイプ、ガスケット、ハウジング間の設計上の関係により、機械式ジョイントは 3 重シールを形成します。この関係は、システムが加圧されると強化されます。リジッドジョイントとフレキシブルジョイントには、リジッドとフレキシブルの 2 つの形式があります。溝付き機械式パイプジョイントは、分類協会の型式認定に合格しており、各認証機関が設定した設置基準に応じて、30 のシステムで溶接/フランジ接続方法を置き換えることができます。たとえば、マニホールドやバルブなどの領域の周りには、フランジよりもアクセスや交換が容易なリジッドカップリングを使用します。設計の性質上、リジッドカップリングは、フランジや溶接ジョイントに匹敵する軸方向および半径方向の剛性も提供します。熱膨張や振動によるパイプの動きに加えて、フレキシブル ジョイントは、パイプと支持構造の相対的な動きが予想される用途でも利点があります。膨張と収縮によりフランジとパイプに圧力がかかり、時間が経つとガスケットが損傷する可能性があります。これが発生すると、ジョイントで漏れが発生するリスクがあります。溝型フレキシブル カップリングは、軸方向の移動や角度のたわみの形でパイプの変位に適応できます。このため、特にブロック間の長いパイプラインの設置に非常に適しています。外洋では、時間の経過とともにフランジが緩み、漏れやパイプラインの分離のリスクが発生します。リジッド カップリングとフレキシブル カップリングには、特別なノイズ低減コンポーネントや壊れやすいゴム製ベローズなどのアイテムを必要とせず、ノイズ低減と振動低減の利点もあります。機械式溝付き配管システムを使用すると、設置とメンテナンスが迅速化および簡素化され、船舶の配管システムの効率が向上します。取り付けが簡単初めて設置するときは、フランジのボルト穴を正確に位置合わせしてから締めてジョイントを固定する必要があります。機器の入口と出口のボルト穴インデックスも、機器に接続するパイプのフランジと完全に位置合わせされている必要があります。フランジの穴の数によって多くの固定位置の 1 つが決まるため、ボルト穴に合わせて回転できるのは継手またはバルブのみです。さらに、フランジ パイプのもう一方の端も相手フランジと位置合わせする必要があり、これにより組み立ての難しさと位置ずれのリスクがさらに高まります。溝付き配管システムにはこの問題がなく、設置がより便利です。配管と嵌合部品は 360 度完全に回転できます。位置合わせするボルト穴パターンはなく、カップリングはジョイントの周りのどこにでも配置できます。カップリングはパイプの周りで回転できるため、ボルトに簡単にアクセスでき、機器へのアクセスが簡素化されます。設置時の位置ずれがなくなるだけでなく、カップリングの 360 度方向付け機能とフランジに比べて小さいプロファイルにより、溝システムの設置は狭いスペースに非常に適しています。さらに、インストーラーは、各ジョイントのすべてのアセンブリ ボルトを同じ位置に配置できるため、システムの検査とメンテナンスが容易になります。フランジは、接続されているパイプの外径の約 2 倍です。平均して、溝付きジョイントのサイズはこの半分だけです。小型設計によるサイズの利点により、溝付きシステムは、デッキや壁の貫通など、スペースが限られた作業に最適です。これは、1930 年代にイギリスの造船所でヴィクトリック ジョイントが初めて使用されたときに早くも認識されていました。組み立て速度カップリングにはボルトが少なく、最大 12 インチ (300 mm) のトルク要件がないため、溝付きパイプはフランジよりもはるかに速く取り付けることができます。パイプの端に溶接する必要があるフランジとは異なり、溝付きバルブ アセンブリでは溶接が不要なため、取り付け時間がさらに短縮され、バルブへの潜在的な熱損傷が排除されるとともに、熱処理がなくなることで安全上のリスクが軽減されます。 Victaulic の溝付き製品と従来の接続方法で設置された DIN 150 バラスト ラインの比較では、必要な総設置時間が 66% (150.47 工数と 443.16 工数) 短縮されていることがわかります。 60 個の固定カップリングと比較して、52 個のスライディング スリーブ フランジと溶接エルボおよび T 型継手を設置するのに必要な時間が最も大きな時間差を示しています。 カップリングに必要なボルトは 2 本だけで、パイプの直径は 24 インチ (600 mm) に達することがあります。 対照的に、より大きなサイズの範囲では、フランジには少なくとも 20 セットのナットとボルトが必要です。 さらに、この方法では、時間のかかる星型締めに特殊なレンチを使用して、正しいトルク仕様に達していることを測定して確認する必要があります。 溝付きチューブ テクノロジーにより、標準的な手工具を使用してカップリングを組み立てることができ、カップリング ハウジングの嵌合ボルト パッドが金属ペアに接触すると、必要に応じて金属継手を正しく取り付けることができます。一方、フランジでは視覚的な確認はできません。正しい組み立てを確実に行う唯一の方法は、システムを充填して加圧し、漏れがないか確認して、必要に応じて再構築することです。ジョイントを締めます。保守性の高い溝付き配管システムの同じ特徴は、設置がスピードアップすることです。ボルトが少なく、トルク要件もありません。また、システムのメンテナンスや変更も迅速かつ簡単に行えます。たとえば、ポンプやバルブにアクセスするには、カップリングの 2 本のボルトを緩め、ハウジングとガスケットをジョイントから取り外します。フランジ システムでは、複数のボルトを取り外す必要があります。フランジを再組み立てするときは、同様に時間のかかる初期設置が必要です。ボルトの締め付けシーケンス。締め直す必要がないため、カップリングを使用すると、フランジに関連する日常的なメンテナンスのほとんどが不要になります。ワッシャー、ナット、ボルトに可変のストレスをかけるフランジとは異なり、カップリングはワッシャーをパイプ ジョイントの正確な外部圧縮から変更します。さらに、カップリングガスケットは高い圧縮力の影響を受けないため、定期的に交換する必要はありませんが、フランジガスケットはシステムの分解とメンテナンス中に交換する必要があります。システムの騒音と振動を減らすために、フランジシステムにはゴムベローズまたは編組フレキシブルホースが必要です。これらのコンポーネントは過度の伸張により故障する可能性があり、通常の摩耗では平均10年ごとに交換する必要があり、コストとシステムのダウンタイムが発生します。ただし、機械式溝付きパイプジョイントを使用すると、システムの寿命を延ばすことができます。システムの振動に適応する機能により、定期的なメンテナンスや交換が必要な特別な製品を必要とせずに、ジョイントが故障するリスクが軽減されます。フレキシブルカップリングとリジッドカップリングに含まれる弾性スプリングワッシャーは非常に耐久性があり、大きな作業圧力と周期的な負荷に耐えることができます。システムは、エラストマーガスケットの疲労なしに繰り返し加圧および減圧できます。軽量化バルブアセンブリは通常、フランジコンポーネントで構成されています。ただし、この接続方法では、配管システムに不要な重量が追加されます。 6 インチ (150 mm) フランジ バルブ アセンブリは、ラグ バタフライ バルブで構成されます。これは、バルブの両側に 8 個のボルトとナットが付いて溶接ネック フランジに接続された構造で、重量は約 85 ポンドです。6 インチ (150 mm) バルブ アセンブリでは、溝付き端部バタフライ バルブ、溝付き端部パイプ、および 2 つの剛性カップリングを使用してアセンブリを接続します。重量は約 35 ポンドで、フランジ アセンブリよりも 58% 軽量です。したがって、溝付きバルブ アセンブリは造船業界にとって理想的な代替品です。上記に設置された DIN 150 バラスト パイプラインの比較では、従来の接続方法の代わりに Victaulic 溝付き製品を使用すると、重量が 30% (2,164 ポンド対 3,115 ポンド) 削減されることがわかります。60 個の剛性カップリングと比較すると、52 個のスライディング スリーブ フランジ、ボルト セット、およびワッシャーにより、溶接/フランジ システムの重量が増加します。フランジの代わりに溝付きパイプジョイントを使用すると、重量を軽減でき、さまざまなサイズのパイプに適しています。軽減の程度は、パイプの直径と使用するジョイントのタイプによって異なります。Victaulic 77 カップリング (シリーズで最も重いカップリング) を使用してパイプを接続したテストでは、溝付きコンポーネントの合計設置重量は、2 つの軽量 PN10 スライディング スリーブ フランジよりもはるかに低くなりました。重量減少は次のように記録されています。4 インチ (100 mm) – 67%、12 インチ (300 mm) – 54%、20 インチ (500 mm) – 60.5%。より軽量のフレキシブル タイプ 75 またはリジッド タイプ 07 カップリングや、より重いフランジ タイプを使用すると、簡単に 70% の重量削減を実現できます。たとえば、TG2 システムで使用される 24 インチ (600 mm) のフランジ セットの重量は 507 ポンドですが、Victaulic 継手を使用した同様のコンポーネントの重量はわずか 88 ポンドです。選択したシステムでフランジの代わりに溝付きカップリングを優先的に使用している造船所では、オフショア支援船の重量が 12 トン、クルーズ船の重量が 44 トン削減されたことが記録されています。トラフ技術が船主にもたらす経済的メリットは明らかです。軽量化は、貨物や乗客の増加と燃料消費量の削減を意味します。また、船舶の配管システムの取り扱いも容易になります。 開発動向 トラフパイプシステムは、設置速度が速く、メンテナンス性が高く、軽量であるため、同様のフランジ製品よりも大きな利点を提供できます。これらの機能に加えて、信頼性、調整の容易さ、安全リスクの低減などの追加の利点により、船主、エンジニア、造船所はフランジの代わりに溝付き機械システムを選択するようになりました。溝付き技術を使用するこの成長傾向は、熱交換器、ボックスクーラー、クーラーなどの機器サプライヤー、およびバルブやコンプレッサーメーカーによってサポートされており、その多くが現在、溝付き端部接続を備えた製品を提供しています。溝付きパイプジョイントを使用できるサービスの範囲は着実に拡大しています。 Victaulic 社は、水道システムへの応用の成功を基に、耐火性ガスケットの開発とオフショア燃料サービスの型式承認取得に向けて、長年にわたるイノベーションの歴史を継続しています。
(Maritime Reporter and Engineering News 2014 年 4 月号に掲載 - http://magazines.marinelink.com/Magazines/MaritimeReporter)
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投稿日時: 2021年8月23日
