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技術手帳

2-a.配管用ガスケットの基準(参考:使用上の注意事項)

                                                                                                               2020年3月(第18版)

1.適用範囲

この参考は、表1に示す対象ガスケットの使用上及び施工上の注意事項を示すものである。
なお、呼び径650A{26B}以上のガスケットについての使用上の注意事項も併記する。

 


2.最小締付面圧

ジョイントシートガスケット及び膨張黒鉛ガスケットは、微小な隙間が多数存在し、緻密性に欠ける材料であるため、流体の性状(液体又はガス体及び低温流体)により、JPI-7S-16のグループⅠ又はグループⅡのガスケット寸法を使用し、参考2表1に示すような最小締付面圧以上が得られるようなボルト及びナットの組合せで設計すること。
 うず巻き形ガスケットにおいても、流体がガス体の場合には、JPI-7S-41のガスケット寸法を使用し、フィラ材の種類により参考2表1に示すような最小締付面圧以上が得られるようなボルト及びナットの組合せで設計すること。ただし、分子量の小さいガスを取扱う場合、ボルト強度が不足する場合又は漏れ基準が厳しい場合は、最小締付面圧以上がかけられるガスケット寸法を使用すること。

 

3.施工上の一般注意事項

ガスケットの施工に当っては、次の点に注意すること。

a)ガスケットの取り扱いに当っては、投げる、踏み付ける、引っ張る、曲げる、折り畳む、ガスケット同士を擦り合わせる、呼び径の大きいものを片持ちする、持ったまま振るなどの行為は、ガスケットの変形やシール性能の劣化につながるため避けること。
b)ガスケットは、偏心しないようにガスケット座に正しく装着すること。
c)ガスケット締付時、対向するボルトを振り分けて順次締付けることにより均等に締付けて、片締めが起こらないようにすること。
d)ガスケット締付時、締付不足や締付け過ぎにならないように、適切な締付荷重を負荷すること。
  なお、締付荷重の管理を行う必要がある場合には、次の方法がある。
 1)ボルト軸力管理法 代表的な管理法としては、JIS B 1083に規定されている次の方法がある。
 ・トルク法…………締付トルクと軸力との線形関係を指標とする。
 ・回転角法…………ボルト頭部とナットとの相対回転角を指標とする。
 ・トルクこう配法…回転角に対する締付トルクのこう配を指標とする。
 2)ガスケット圧縮量管理法 各種ガスケットの応力-ひずみ線図を用いて、必要な締付荷重に対応する圧縮量を指標とする管理法である。

 


4.ガスケット種類別の使用上の注意事項
4.1 ゴム打抜きガスケット(TOMBO No.1050)及び布入りゴム打抜きガスケット(TOMBO No.1051)
a)ゴム打抜きガスケットの使用圧力は、原則として1.0MPa{10kgf/㎜2}までとする。
b)ゴム打抜きガスケットは、通常クラス150のフランジに全面形ガスケットとして使用する。
c)ゴム打抜きガスケットは柔らかく、はみ出しやすいので、呼び径650A{26B}以上の場合には最高使用圧力を1.0MPa{10kgf/㎜2}より低く設定する必要がある(例えば、呼び径1000A{40B}で0.5MPa{5kgf/㎜2})。このような場合には、布入りゴム打抜きガスケットを使用するか、又は参考2図1に示すようにジョイントシートガスケットと組合わせて、はみ出し防止対策をとる必要がある。
d)布入りゴム打抜きガスケットは、ガス系流体の場合、補強布の間を通る浸透漏れ、(実体漏れとも言う。)を生じやすいので勧めない。また、流体が液体の場合であっても浸透漏れを生じることがあるので、浸透漏れを避けたい場合には他のガスケットを選定すべきである。
e)呼び径650A{26B}以上のゴム打抜きガスケットは、3.0㎜厚さの場合、柔らかく、フランジ面へ平らに装着しにくいため、3.0㎜より厚肉のシート(例えば5.0㎜)を勧める。

 


4.2 膨張黒鉛ガスケット(TOMBO No.1200、1215、1215-A)
a)金属補強板入り膨張黒鉛ガスケット(TOMBO No.1215、1215-A)を腐食性流体に使用する場合は、補強用金属薄板の材質が流体に十分耐食性のあることを確認する必要がある。
b)膨張黒鉛ガスケットは、ガス系流体及び低温流体のように高い締付荷重を必要とする場合には、クラス300のラージメール・フィメール座とラージタング・グループ座に使用してもよい。
c)TOMBO No.1200は、強度が低く脆いため、幅の狭いガスケット又は径の大きいガスケットについては、金属薄板で補強したTOMBO No.1215、1215-Aを使用することが望ましい。なお、TOMBO No.1200は、呼び径150A{6B}まででの使用を勧める。
d)膨張黒鉛ガスケットは、ジョイントシートガスケットと同様な扱いをするとガスケットの表面に凹みやひび割れが生じ、ひいてはガスケットの切断に至ることがある。切断に至らなくてもシール性能が極端に悪くなり漏れを生ずることがあるので、取扱いに注意すること。詳細については、カタログ又は技術資料を参照のこと。
e)膨張黒鉛ガスケットは、締付作業時に最初から大きな荷重で締付けた場合、内圧を負荷しない状態でせっけん水をかけると気泡が発生することがある。この現象は、ガスケット素材(膨張黒鉛シート)の構造上、ガスケット内部に含まれている空気が外部に絞り出されてくることによるものと考えられる。したがって、気泡の発生が収まるまで放置してから気体漏れ試験を行う必要がある。


4.3 ふっ素樹脂ガスケット(TOMBO No.9007、1133)
a)ふっ素樹脂ガスケットは、次の場合PTFE被覆ガスケットに代えて使用することがある。
 1)真空シールでPTFE被覆材が引き込まれたり、破損の恐れがある場合。
 2)流体の浸透により、中芯材の機能が損なわれる場合。
 3)被覆材が破損し中芯材が流体にまぎれることを嫌う場合。
b)TOMBO No.9007は、クリープ特性が大きいため、使用温度サイクルや高締付圧力条件では、1.5㎜のような薄いシートのほうが面圧保持性が良い。
c)TOMBO No.9007は、クラス150以内の設計条件で選定され、材料のクリープ特性から平面座よりは、ラージメール・フィメール座とラージタング・グループ座で使用することが望ましい。
 なお、ラージメール・フィメール座とラージタング・グループ座は、JPI-7S-15ではクラス150には適用されていないので、クラス150以内の設計条件でもクラス300のフランジを適用するか、別途適切な設計が必要である。


4.4 PTFE被覆ガスケット(TOMBO No.9010)
a)A形は一般的に使用され、AS形は液だまりを少なくするような場合に使用され、B形は呼び径350A{14B}以上のフランジに使用される。
b)呼び径650A{26B}以上のPTFE被覆ガスケットは、A形及びAS形の製作が困難であるのでB形とする。
c)PTFE被覆ガスケットの場合、流体の種類によってはPTFE被覆材を貫通してガスケットの内部に流体が浸透する場合がある。特に、硝酸、エチレンオキサイド、ハロゲン(塩素、臭素など)、溶融硫黄、モノクロル酢酸などは浸透性が強く、長期間使用の場合PTFE被覆材を侵すことはなくても、浸透して中芯材が侵されガスケットの機能を失うことがある。
d)PTFE被覆ガスケットは、クラス150の平面座に適用するが、スリップオン溶接形フランジの呼び径15~65A{1/2~2 1/2 B}にはシール幅が狭いために使用できない。詳細についてはJPI-7S-75を参照すること。
e)PTFE被覆ガスケットは、PTFE被覆材と中芯材の間に隙間がある。配管組立後の試験時にガスケット内の空気が圧縮され、わずかずつ中芯材とPTFE被覆材の接面から抜け出てくることがある。これを漏れと間違いやすいので、石けん水を用いて漏れを確認する場合、泡が出てくる位置を注意深く観察し、正しい判断を下す必要がある。
f)PTFE被覆ガスケットをフランジ間に装着する場合、平面座の壁部にぶつかり被覆材が折れ曲がってセットされる場合がある。この状態では、いくらボルトで締付けても漏れは止まらないため、PTFE被覆材を折り曲げないよう十分注意して装着する必要がある。
※PTFE被覆材の外周部を融着したタイプも製造できるので、ご相談ください。
g)PTFE被覆ガスケットを真空用ガスケットとして使用した場合、PTFE被覆材がフランジの内径側へ引き込まれる場合がある。このような場合には、PTFE被覆材の外周部を融着したタイプを使用すると良い。
 なお、断面形状はAS形が望ましい。


4.5 ジョイントシートガスケット(TOMBO No.1995、1120)
a)ジョイントシートガスケットは、微小な隙間が多数存在し、緻密性に欠ける材料である。したがって、ガス系流体において浸透漏れを生じやすい欠点がある。特にわずかな漏れも許容されない毒性ガスや高真空シールの用途には勧められない。
b)ジョイントシートガスケットは、ガス系流体及び低温流体のように高い締付荷重を必要とする場合には、クラス300のラージメール・フィメール座とラージタング・グループ座に使用してもよい。
c)ジョイントシートガスケットは、厚さが薄いほど応力緩和もガス系流体の浸透性も少なく、耐圧縮破壊性も大きくなる。したがって、フランジの表面状態が良好な場合、呼び径600A{24B}まで1.5㎜厚さのガスケットを使用できる。
d)ジョイントシートガスケットは、フランジの焼き付け防止とガス系流体のシール性の向上を目的とし、シール面及び内径断面にガスケットペーストを塗布して使用することがある。ガスケットペーストを塗布することにより、接面が滑りやすくなり許容締付圧力が半分程度まで低下するので、締付けには十分注意する必要がある。特に呼び径40A{1 1/2 B}以下のフランジでは高締付圧力が負荷されやすく圧縮破損事故を生ずることがあり、ガスケットが厚くなるほど顕著になるので注意を要する。
ガスケットペーストを使用する場合には、なるべく薄く均一に塗布すること。又ガスケット材質を劣化させたり、腐食させたりするようなものの使用は避けるべきである。
e)TOMBO No.1995、1120は石綿ジョイントシートに比べ、シート中に含まれる可溶性ハロゲン量が少ないため、防食ペーストを使用せずに、ステンレス鋼フランジにも使用できる。


4.6 うず巻形ガスケット(TOMBO No.1804-GRシリーズ、9090シリーズ、1806-GS、GM、GHシリーズ)
a)JPI-7S-15に規定されているグループ座及びフィメール座の溝深さは、5㎜である。一方、うず巻形ガスケットの厚さは、4.5㎜であり、製作許容差から溝に装着したガスケットのほうが高くなることもあり、フランジのはめ合いが適正かどうか判断できない場合もある。このような場合、寸法許容差を考慮して溝深さを5.5㎜以上とすることが望ましい。
b)スモールメール・フィメール座用うず巻形ガスケットは幅が狭く、特殊寸法となるのでカタログに記載された寸法を確認すること。
c)平面座用ガスケットは、スリップオン溶接形フランジに使用した場合、フランジ内径からガスケット本体内径がはみ出るものがあり、そのようなフランジには使用できない。これらのフランジにうず巻き形ガスケットを使用する場合には、スリップオン溶接形フランジに適用できるガスケット寸法のものを使用すること。詳細については、JPI-7S-41解説Ⅳ.5.b)3)を参照すること。
d)平面座及びメール・フィメール座用ガスケットは、フランジ内径からガスケット内輪内径がはみ出るものもあるので注意すること。詳細については、JPI-7S-41解説Ⅳ.5.b)4)を参照すること。
e)腐食性流体の場合は、フープ材及び内輪材が使用条件に十分耐えるものを選定する必要がある。
f)内径φ1000を超えるガスケットは、ばらけやすく、粗雑に扱うと破損しやすいため、取り扱いに注意が必要である。例えば、ガスケットを固定している段ボールや木枠から外さないで、そのまま使用現場まで持ち込むとばらけを防ぎやすい。
g)うず巻形ガスケットは、締付作業時に最初から大きな荷重で締付けた場合、内圧を負荷しない状態でせっけん水をかけると気泡が発生することがある。この現象は、ガスケットの構造上、ガスケット内部に含まれている空気が外部に絞り出されてくることによるものと考えられる。従って、気泡の発生が収まるまで放置してから気体漏れ試験を行う必要がある。


4.7 リングジョイントガスケット(TOMBO No.1850V、1850C)
a)リングジョイントガスケットの断面形状には、オーバル形とオクタゴナル形の2種類があるが、シール性能及び使用圧力範囲は同じである。オーバル形は、シール幅が狭い線シール機構のため、リングの再使用は難しい。一方、オクタゴナル形は、シール幅が広い面シール機構のため、リングのシール面状態が良く、しかもフランジ溝との面の当りが良好であれば、リングの再使用も可能である。
b)ガスケット材料は、フランジ材料より軟らかい材質とし、締付力で容易に変形してフランジ表面となじみ密着することが前提条件となる。仮に、ガスケットに比べフランジ材料が軟らかく変形しやすいと、締付圧力によってフランジ表面が変形してガスケット面になじむ形となる。一度圧縮されたフランジシール面は、変形及び硬化現象が生じ、新しいガスケットに交換しても密着性が悪く、シールできない場合がある。従って、リングジョイントガスケットの場合はフランジ材料より硬さを低くすることが望ましい。
 フェライト系の炭素鋼や低合金鋼では硬度差をHB30程度とすることができる。
 フランジとリングジョイントガスケットの材料が同種鋼材の場合又は硬さの差を付けにくい材料の場合、前もって適切な処置がとれるように注意する必要がある。

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