ステンレス鋼フェルールジョイント: シール、圧力、材料の利点

A ステンレス鋼フェルールジョイント 溶接やフレアを発生させずにチューブ表面に機械的に食い込むことにより、信頼性の高い漏れのないシールを実現します。組み立て中、ナットはフェルールの前刃をチューブに押し込み、その外側の円錐が継手本体と嵌合し、 デュアルグリップ金属対金属シール 振動、熱サイクル、極度の圧力に耐えます。この接続は、高圧石油およびガス計装、化学薬品注入ライン、および油圧制御システムでは標準的な選択肢です。

フェルールがシールを形成する仕組み

ジョイントは、本体、シングルまたはダブルフェルール、ナットの 3 つの精密部品で構成されています。ナットを締めると、フェルールが前方に駆動されます。その先端はチューブの外面に食い込み、浅い円周方向のくぼみを形成します。同時に、フェルールのテーパー状の背面が、本体内の対応する円錐形のシートに押し付けられます。その結果、チューブとフェルールの境界面に一次シールが形成され、フェルールと本体の間に二次的な静的シールが形成されます。この形状は、チューブが側面荷重や脈動流にさらされた場合でも完全性を維持します。

デュアルグリップの安定性

硬化したフェルールはシール機能を超えて、グリップ機能も果たします。くぼみは、吹き出しの力に対してチューブを機械的にロックします。 316L ステンレス鋼チューブとそれに適合するフェルールを使用したテストでは、組み立てられたジョイントは一貫して上記の圧力を維持しました。 300MPa チューブの滑りや滲みが発生する前の静水圧 (43500 psi)。この二重の作用 (シールとグリップ) が、フェルールの設計を単純な圧縮リングとは区別するものです。

腐食環境向けの材料の選択

ステンレス製フェルールジョイントの耐食性は、本体、フェルール、ナットに使用されるステンレスのグレードによって異なります。一般的な選択肢は 304、316、および 316L です。海洋プラットフォームや化学物質投与スキッドなど、塩化物を多く含む用途では、 316L (1.4404) 炭素含有量が低いため、溶接後の粒界腐食や弱酸性流体への長期曝露が最小限に抑えられるため、好ましい。

より攻撃的な媒体の場合、接液部品に超二相ステンレス鋼 (UNS S32750) または合金 6Mo を使用すると、耐孔食性等価数 (PREN) が 40 を超えます。これらの珍しい合金を使用した場合でも、フェルールの機構は同様に機能し、バイトを生成するフェルールとチューブの間の相対硬度に依存します。

• タイプ 304: 穏やかな環境向けの優れた一般耐食性。
• タイプ 316/316L: 塩化物および工業用雰囲気に対する耐性が強化されています。
• Duplex 2205: 316L の約 2 倍の降伏強度があり、より高い使用圧力が可能になります。

圧力処理とテスト検証

フェルールジョイントの破裂圧力は、最終的には継手自体ではなく、チューブのフープ強度によって制限されます。外径 6 mm、肉厚 1 mm の焼きなました 316L シームレス チューブに適切に取り付けられたアセンブリは、次の耐水圧試験に合格しています。 300MPa 失敗せずに。生産品質管理では通常、引張試験、フェルールのビッカース硬度検査、および周期的な荷重下で伝播する可能性のある微小亀裂を排除するための管表面の渦電流探傷検査を組み合わせて行われます。

熱分析用の分光計、300MPa 油圧試験機、渦電流検出器を備えた品質検査センターでは、ジョイントの各バッチが ASTM A269 および関連する ISO 規格で定義された化学的および物理的ベンチマークを満たしていることを確認できます。

インストールのベストプラクティス

一貫したパフォーマンスを実現するには、組み立て手順を厳密に遵守する必要があります。チューブは直角に切断し、バリを取り除き、洗浄する必要があります。ナットとフェルールをチューブ上でスライドさせ、チューブの底をフィッティング本体の肩部に当てます。ナットは最初は指で締めてから、規定の回転数だけ締めます。通常は、 1-1/4回転 最大 12 mm のサイズについては、指で締めた位置からレンチを使用して取り付けます。この回転数により、ネジ山を過剰に圧縮したりかじりたりすることなく、フェルールがチューブ表面に適切な深さまで貫通することが保証されます。

1. チューブをきれいに切断し、内外のバリを取り除きます。
2. ナットをスライドさせ、フェルールの刃先をチューブの端に向けてフェルールをチューブに取り付けます。
3. チューブを継手本体に突き当たるまでしっかり差し込んでください。
4. ナットを指で締めてから、ナットに印を付けて、レンチをさらに 1-1/4 回転させます。

設置後、システムを稼働させる前に、合否検査または低圧窒素テストによりシールの完全性を確認できます。

再組み立てと長期サービス

フェルール ジョイントの大きな利点の 1 つは、シール機能を失うことなく、何度も分解して再接続できることです。最初のバイトが設定されると、フェルールはメモリー リングとして機能します。再組み立て中は、同じナットを確実に締め付ける必要があり、追加の回転は必要ありません。炭鉱の窒素注入に使用される連続石油パイプ ウインチ システムの現場データは、継手が再接続されている回数が 1 回を超えることを示しています。 20回 ヘリウム試験でもリーク率は 1×10-6 mbar・L/s 未満を維持しました。

特に塩水噴霧環境では、チューブ入口の隙間腐食を定期的に目視検査することで、耐用年数が延びます。穴あきや変色が現れた場合は、フェルールを交換してチューブを再終端するのが簡単な現場作業です。

接続技術の比較

この表は、高圧の信頼性と現場での保守性の両方が必要な場合にフェルール設計が好まれる理由を示しています。組み立て中に熱や特殊な成形ツールが不要なため、遠隔地での設置時間とコストがさらに削減されます。

過酷な環境での産業用途

ステンレス鋼のフェルール継手は、連続コイル状チューブや小径計装ラインが応力下で確実に動作する必要がある場所に使用されます。油田では、連続した石油パイプ内でダウンホールの温度センサーと圧力センサーのケーブルを接続し、外部静水圧が超える深さでシールを維持します。 100MPa 。地下炭鉱では、窒素注入ラインと排水ガス抽出ラインのバックボーンを形成しており、単一の漏れが安全上の危険を引き起こす可能性があります。

環境監視工場や食品加工工場でもサンプル輸送ラインに採用されており、接合部の滑らかで隙間のない内部を利用してバクテリアの蓄積を防ぎます。継手とチューブに正確な合金を選択できるということは、材料の仕様を変更するだけで、単一のジョイント構成を極低温ガス、過熱蒸気、または強酸の用途に適合させることができることを意味します。