フランジからの漏れを止めるファーマナイト工法

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なぜフランジから漏れるのか

フランジの外観図

フランジは、配管と配管の接続に用いられ、ガスケット(黄色)をボルトナットで締めつけて密着させることで隙間を無くし、内部流体の外部漏洩を防いでいます。

プラント立ち上げ時に漏れが発生する場合、原因の多くはボルトの片締めにあります。対策として、ボルト締付け時のトルク管理を行うことで、立ち上げ時の漏洩をゼロに近づけることができます。


運転中に漏れが発生する場合、原因の多くはガスケットの劣化にあります。運転中のガスケット交換は非常に困難であるため、運転状態を維持しながら漏れを止める場合、内部流体の圧力に負けない力で、外から押さえる必要があります。

では、ファーマナイト工法ではどのように運転状態を維持したまま漏洩を止めるのか見てみましょう。

ワイヤー工法によるフランジの漏れ止め

劣化したガスケットの外側に、ファーマナイトのシール材を注入し新たなガスケット層を成型することで漏れを止めます。ワイヤーを用いてシール材を押さえるのがワイヤー工法です。即日施工できるため、運転状態を維持したまま漏洩問題を解決することができます。

フランジの隙間が8㎜程度(温度と圧力によって異なります)までは、シール材の注入圧力をワイヤーで押さえることができるため、すぐに漏れを止めたい場合には最適な補修方法です。


フランジへのシール材注入用の貫通穴を加工

ワイヤー工法による施工では、最初にエアー駆動のドリルで、シール材注入用の貫通穴をフランジに加工します。


注入するシール材を押さえるため、フランジにワイヤーを入れタガネでかしめます

次に、真鍮のワイヤーをフランジの隙間に入れ、エアー駆動の”タガネ”で、ワイヤーがシール材の注入圧で飛び出ないようにフランジ(左図赤色箇所)をかしめます。左図のワイヤーの奥にある空間からガスケットまでの空間が、シール材を充填する空間になります。


シール材注入治具を取り付けて漏洩補修を行うファーマナイト工法

加工した注入穴に注入器具を取り付けます。この段階では、シール材をまだ注入していないので漏れが続いています。注入器具は開閉性能が非常に高く、六角形の部分を90°回転させるだけで、全閉全開ができるボールバルブのような構造になっています。


漏れ止めのためにシール材を注入する治具をファーマナイトでは製作しています

注入圧力を掛けた状態で閉止することで、シール材の圧力を維持することができます。また、漏れ量が多くそのままでは施工が危険である場合や、4MPaを超える高圧物件、可燃性流体の漏れ時に、即座に閉止操作が可能であることから、安全で確実な漏洩補修を行うために採用しています。


硬化したシール材が新たなガスケット層になり、フランジからの漏洩を止めます

フランジのリークシール補修で使用するシール材には、加硫剤が含まれているため、一定時間経過後には固いゴム状(左図赤色)になります。シール材はフランジ間及びボルト穴に充填され、新しいガスケット層が成型されることにより、運転状態のままでの短時間補修が可能になります。4MPaを超える圧力や、その他条件によっては、圧力保持及び再注入のために注入治具を残しておく場合があります。


クランプによるフランジからの漏れ止め

ワイヤー工法では即日施工が可能ですが、フランジ間が広く注入するシール材をワイヤーで押さえきれない場合、またはボルトの強度が不足している場合等の条件によっては、施工することができません。このような条件ではクランプ施工が漏れ止めに最適です。※3枚組のクランプを使用することで、不足している強度を補って施工することも可能です。


クランプを利用したフランジからの漏れ止め施工

クランプの製作には、フランジ同士のズレを吸収するために偏芯加工を施しています。また、外径や差込み部など細部に精密加工を必要とするために、測定してから施工するまでに1~2週間程度必要になります。


フランジからの漏れをクランプ工法で止める

クランプにはパッキン(左図赤色)用の溝が加工してあり、ボルトの締め付け力でパッキンをフランジに押し付けます。このパッキンにより、注入したシール材(左図オレンジ)を内部の空間に押し留めることができます。シール材はフランジ間及びボルト穴の隙間部分に充填し、新たなガスケット層を成型することで漏れを止めることができます。

クランプを使用する工法では、フランジにシール材注入用の貫通穴を加工する必要がないため、フランジを再利用することもできます。また、シール材自体には接着性がないため、装置停止後の分解整備が可能であることも大きな特長の一つです。


治具を用いたフランジからの漏れ止め施工

フランジ全体を治具(ボックス)で囲うことで、漏れを止める施工方法もあります。治具を用いた施工では、フランジへの貫通穴加工の必要がなく、またシール材の内部流入といった問題を引き起こすこともありません。フランジに圧力を掛けないため、そのまま運転を続けても設備への負担増とならず、次期定期修理まで安心して装置を使うことが可能になります。


治具を利用したフランジからの漏れ止め施工

治具にはシール材の注入穴が加工されており、シール材(左図オレンジ色)は、治具の合わせ目及び配管とのくわえ部の溝に充填されます。さらに、配管のくわえ部には、パッキン(左図赤色)の溝も加工されており、注入されるシール材とパッキンによって、配管と治具の隙間を無くし内部流体の漏れを止めます。


フランジからの漏れをクランプ工法で止める

治具(ボックス)を用いた漏れ止め施工では、フランジに一切の傷がつかないため、定期修理後に同じフランジを再利用することができます。

また、施工時は火気を使用しないため、可燃性流体の漏れに対しても安全に漏れ止め作業を行うことができます。環境への流出リスクを低減させることはもちろん、装置の緊急停止を避けることができる点からコスト的に有利なことがあります。


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