船上パイプ

Victaulic 社 OEM および海事サービス担当副社長、 Didier Vassal 氏、2014 年 4 月 25 日

Victaulic の OEM および海事サービス担当副社長である Didier Vassal 氏は、フランジ付きパイプ接合方法と溝付きパイプ接合方法を比較し、溝付きパイプ接合がフランジに比べてもたらす利点について説明します。 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、海水および淡水の冷却、潤滑油、防火、甲板洗浄などの二次システムを含む船舶上で必要とされる一連のサービスに不可欠です。これらのシステムについては、配管クラスが許可する場合、溶接/フランジ加工に代わる効果的なパイプ接合は、技術的、経済的、実用的なさまざまな利点を提供する溝付き機械継手を使用することです。 これらには、パフォーマンスの向上が含まれます。 設置とメンテナンスがより迅速かつ簡単になり、機内での重量が軽減されます。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 つの合わせフランジがボルトで固定され、ガスケットを圧縮してシールを形成します。 フランジ付きジョイントのボルトとナットはシステムの力を吸収して補償するため、時間の経過とともに、圧力サージ、システムの作動圧力、振動、熱膨張と収縮によってボルトとナットが伸びて元の堅さを失う可能性があります。 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。 配管システムの位置と機能によっては、漏れが発生するとコストが高くつき、危険が生じる可能性があり、その結果、メンテナンス/修理のダウンタイムが発生し、リスクにさらされることになります。 ガスケットは時間の経過とともにフランジ面に接着するため、ジョイントを分解するときはガスケットの交換が必要になります。 ジョイントを分解するときは、両方のフランジ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るため、メンテナンスのダウンタイムが再び長くなります。 システムの膨張と収縮に伴うボルト締めの力により、フランジ ガスケットも時間の経過とともに圧縮「永久歪み」を生じ、漏れの別の原因となる可能性があります。溝付きメカニカル パイプ ジョイントの設計により、これらの性能上の問題が克服されます。 まずパイプ端に溝が形成され、弾性のある圧力応答性エラストマーガスケットを収容するカップリングによって配管接続が固定されます。 カップリングのハウジングはガスケットを完全に密閉し、カップリングがパイプの溝にかみ合って確実なインターロックを形成するときにシールを強化して所定の位置に固定します。 最新のカップリング技術により、自己拘束ジョイントを固定するために、わずか 2 つのナットとボルトで直径 24 インチ (600 mm) までのパイプを完全に組み立てることができます。メカニカルジョイントは、パイプ間の設計上の関係により三重シールを作成します。 、ガスケットとハウジング、システムが加圧されると強化されます。リジッドおよびフレキシブルカップリング剛性と柔軟性の両方の形式で利用可能な溝付きメカニカルパイプカップリングは階級協会の型式承認を受けており、各認証機関が定めた設置基準に従って、30 のシステムで溶接/フランジ方式の代わりに使用できます。 リジッドカップリングは、たとえばマニホールドやバルブなどの領域の周囲で使用され、フランジよりも簡単にアクセスして交換できます。 設計の性質上、リジッド カップリングは、フランジ付きジョイント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。 フレキシブルカップリングは、熱膨張や振動によるパイプの動きに加えて、パイプと支持構造の間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や配管にストレスがかかり、時間の経過とともにガスケットが損傷する可能性があります。 これが起こると、接合部から漏れが発生する危険性があります。 溝付きフレキシブルカップリングは、軸方向の動きや角度のたわみという形でのパイプの変位に対応できます。 このため、特に高海により時間の経過とともにフランジが緩み、漏れやパイプ分離の危険性が生じるブロック間の長い配管の設置に最適です。 リジッド カップリングとフレキシブル カップリングは両方とも、騒音と振動を減衰するという利点もあり、特殊な騒音低減コンポーネントや劣化しやすいゴム製ベローズや同様のアイテムが不要になります。 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の両方が迅速化および簡素化され、車載配管システムの効率が向上します。設置の容易さ最初の取り付けでは、フランジのボルト穴を正確に位置合わせし、締め付けてジョイントを保持する必要があります。 機器の入口と出口のボルト穴のインデックスも、ユニットに接続される配管のフランジと完全に一致している必要があります。 フランジの穴の数によって決まる多数の固定位置のうちの 1 つだけを使用すると、継手またはバルブはボルト穴に一致するように回転することしかできません。 さらに、フランジ付きパイプの反対側の端も相手側フランジと一直線に並ぶ必要があり、これにより組み立ての難易度がさらに高まり、位置ずれのリスクが高まります。溝付き配管システムではこの問題がなく、360 度完全に回転するため、より便利に取り付けることができます。パイプおよび嵌合コンポーネントに使用できます。 ボルト穴のパターンを揃える必要はなく、カップリングをジョイントの周囲の任意の位置に向けることができます。 カップリングはパイプの周りを回転させることができるため、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。取り付け時の位置ずれを排除することに加えて、カップリングの 360 度の配向機能と、フランジと比較して小さなプロファイルにより、限られたスペースに最適な溝付きシステムの設置。 さらに、設置者は各ジョイントのすべての組み立てボルトを同じ位置に向けることができるため、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、取り付けられるパイプの外径の約 2 倍です。 平均して、溝付きカップリングはこのサイズの半分しかありません。 小型設計によるサイズ上の利点により、溝付きシステムはデッキや壁の貫通など、スペースが限られている作業に最適です。この事実は、Victaulic カップリングが英国の造船所で最初に使用されていた 1930 年代にまで遡って認識されていました。組み立てのスピードカップリングにはボルトの数が少なく、12 インチ (300 mm) までのトルク要件がないため、溝付き配管はフランジ配管よりもはるかに早く取り付けられます。配管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 アセンブリは溶接を必要としないため、取り付けがさらに短縮されます。 Victaulic 溝付き製品を使用して設置された DIN 150 バラスト ラインと従来の接合方法を比較すると、必要な総設置時間 (150.47 工数時間) が 66% 削減されることがわかりました。対 443.16 工数)。52 個のスリップオン フランジを取り付け、エルボとティーを溶接するのに必要な時間と、60 個のリジッド カップリングを比較した場合、最も大きな時間差が示されました。カップリングには、パイプ サイズ 24 インチ (600 mm) までは 2 本のボルトだけが必要です。 比較のために、より大きなサイズ範囲では、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になります。 さらに、フランジを測定して正しいトルク仕様が達成されていることを確認するには、専用のレンチを使用して時間のかかる星型締め付けが必要です。 溝付きパイプ技術により、標準的なハンドツール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 パッドが金属同士を接触させると、ジョイントが適切に取り付けられます。 簡単な目視検査で、正しく組み立てられていることを確認します。 一方、フランジには視覚的な確認がありません。適切に組み立てられていることを確認する唯一の手段は、システムに充填して加圧し、漏れがないか確認し、必要に応じて接合部を締め直すことです。保守性取り付けを迅速化する溝付き配管システムの同じ特性 (ボルトの数が少なく、トルク要件がない) により、システムのメンテナンスや変更も迅速かつ簡単な作業になります。 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。 フランジ付きシステムでは、複数のボルトを取り外す必要があります。 最初の取り付け時に必要な同じ時間のかかるボルト締めシーケンスが、フランジの再組み立て時にも必要です。カップリングは締め直しが必要ないため、フランジに関連する日常的なメンテナンスの多くを不要にします。 ガスケット、ナット、ボルトにさまざまな応力をかけるフランジとは異なり、カップリングはパイプ接続部の外側からガスケットを正確に圧縮して保持します。 さらに、カップリング ガスケットは高い圧縮力を受けないため、定期的なメンテナンス スケジュールで交換する必要がありませんが、フランジ ガスケットはメンテナンスのためにシステムを分解するときに交換する必要があります。システムの騒音と振動を軽減するには、フランジ付きシステムを使用します。ゴム製ベローズまたは編組フレキシブルホースが必要です。 これらのアイテムは伸びすぎ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カップリングは、システムの耐用年数が続く限り持続します。 システムの振動に対応する能力により、定期的な修理や交換が必要な特殊製品を必要とせずに、ジョイントの故障の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の両方に含まれる弾性エラストマーガスケットは非常に耐久性があり、重大な動作圧力や周期的な負荷に耐えることができます。 エラストマーガスケットを疲労させることなく、システムの加圧と減圧を繰り返し行うことができます。減量バルブ アセンブリは通常、フランジ付きコンポーネントで構築されます。 しかし、この接合方法は配管システムに不必要な重量を加える可能性があります。 ラグ バタフライ バルブで構成された 6 インチ (150 mm) フランジ付きバルブ アセンブリは、ウェルドネック フランジとバルブの両側の 8 個のボルトとナットで接続されており、重量は約 85 ポンドです。溝付き端バタフライ バルブ、溝付き端パイプ、およびコンポーネントを接続する 2 つの剛性カップリングの重量は約 35 ポンドで、フランジ付きアセンブリに比べて 58% の重量削減に相当します。 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となります。 設置された DIN 150 バラスト ラインの上記の比較では、従来の接合方法の代わりに Victaulic 溝付き製品を使用した場合、30 パーセントの重量削減 (2,164 ポンド対 3,115 ポンド) が示されました。 52 個のスリップオン フランジ、ボルト セット、ガスケットと 60 個のリジッド カップリングが、溶接/フランジ シ​​ステムの大幅な重量増加の原因となりました。 フランジの代わりに溝付きパイプカップリングを使用することにより、さまざまなパイプサイズにわたって軽量化を実現できます。 減少の大きさは、使用するパイプの直径とカップリングの種類によって異なります。 シリーズ内で最も重いカップリングである Victaulic Style 77 カップリングを 1 つ使用して配管を接続したテストでは、2 つの軽量 PN10 スリップオン フランジと比較して、溝付きアセンブリの取り付け総重量が大幅に減少しました。 重量削減は次のように記録されました: 4 インチ (100mm) - 67 パーセント; 12 インチ (300mm) - 54 パーセント; 20 インチ (500mm) – 60.5 パーセント。軽量の柔軟なスタイル 75 または剛性のスタイル 07 カップリングおよび/またはより重いタイプのフランジを使用すると、70% の重量削減が容易に達成できます。例として、24 インチ (600mm) TG2 システムのフランジ付きセットの重量は 507 ポンドですが、Victaulic カップリングを使用した同等のアセンブリの重量はわずか 88 ポンドです。 一部のシステムでフランジの代わりに溝付きカップリングを使用した造船所は、オフショア支援船で 12 トン、クルーズ船で 44 トンの重量削減を記録しました。 船主にとって溝付き技術の経済的メリットは明らかです。重量が軽いと、貨物や乗客が増え、燃料消費量が減ります。 船上の配管システムの取り扱いも容易になります。成長傾向溝付き配管システムは、取り付けの速さ、保守性、重量の軽減により、フランジ付き配管システムに比べて大きな利点をもたらします。 これらの特性と、信頼性、位置合わせの容易さ、安全リスクの低減などの追加の利点により、オーナー、エンジニア、造船所はフランジではなく溝付き機械システムを選択する傾向にあります。この溝付き技術の使用に対する傾向の高まりは、機器のサプライヤーによってサポートされています。熱交換器、ボックスクーラー、チラーなどのバルブメーカーやコンプレッサーメーカーも、現在、その多くが溝付き端接続を備えた製品を提供しています。 溝付きパイプカップリングが使用できるサービスの範囲は着実に増加しています。 Victaulic は、水道システムでの応用の成功を基に、耐火性ガスケットを開発し、海上燃料サービスで使用するための型式承認を取得するという革新の長い歴史を続けています。

(Maritime Reporter & Engineering News の 2014 年 4 月号に掲載 - http://magazine.marinelink.com/Magazines/MaritimeReporter)