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日本工業規格

JIS

 B

2206

-1995

アルミニウム合金製管フランジの

計算基準

Basis for calculation of aiuminium

alloy pipe flanges

1.

適用範囲  この規格は,アルミニウム及びアルミニウム合金製のリングガスケットを用いるボルト締

め円形管フランジ(以下,フランジという。

)の応力計算基準,内圧作用時にガスケット面に働く合計荷重

(以下,ガスケット反力という。

)の計算基準及び設計圧力における所要ガスヶツト反力の計算基準につい

て規定する。

備考1.  この規格において,計算に用いる荷重は,ガスケットを締め付けるとき及び内圧力が加わっ

たときにフランジに作用する荷重であり,次に示すような荷重は考慮に入れない。

(1)

フランジを据え付けるときに働く強制力。

(2)

使用中に接続する配管系から伝えられる外力。

(3)

使用中にフランジ内部に生じる熱応力。

(4)

使用中にフランジとボルトとの間の熱膨張差によって生じる応力。

2.

この規格は,ガスケット締付時及び内圧作用時のいずれの場合でも,ボルト穴中心円の外側

でフランジ面が互いに接触する場合には使用できない。

3.

この規格の中で  {  }  を付けて示してある単位,数値及び計算式は,従来単位によるもので

あって,参考として併記したものである。

2.

記号

2.1

3.

及び 4.で用いる記号は,次による。

A  : フランジの外径 (mm)。ただし,ボルト穴をフランジの外径まで切り欠いた場合は,切欠きの

内接円の直径とする。

A

b

2

4

b

d

n

π

,実際に使用するボルトの総有効断面積 (mm

2

)

A

m

: ボルトの所要総有効断面積 (mm

2

)

で,A

m1

A

m2

のうちの大きい方の値

A

m1 

: 使用状態でのボルトの所要総有効断面積 (mm

2

)

A

m2 

: ガスケット締付時のボルトの所要総有効断面積 (mm

2

)

B  : フランジの内径 (mm)。ただし,ハブの軸方向応力

σ

H

計算式において,が 20g

1

より小さい

ときは,の代わりに B

1

を用いることができる。

B

1 

: Bg

0

 (mm)

f≧1 のときの一体形フランジの場合)

B

1 

: Bg

1

 (mm)

(ルーズ形フランジ又は f<1 のときの一体形フランジの場合。ただし,の最小

値は 1 である。


2

B 2206-1995

b  : ガスケット座の有効幅 (mm) で,次による。

   

b

0

≦6.35mm のとき

bb

0

   

b

0

>6.35mm のとき

0

52

.

2

b

b

=

b

0 

: ガスケット座の基本幅 (mm) で,

付表 による。

C  : ボルト穴の中心円の直径 (mm)

c  : 最小溶接寸法のための基本寸法 (mm) で,t

n

又は t

1

のうちのいずれか小さい方の値

D

g

: ガスケットの外径 (mm)

d  : 係数で,一体形フランジ及び一体形フランジとして計算される任意形フランジの場合は

2

0

0

g

h

V

U

  

ルーズ形フランジの場合は

2

0

0

g

h

V

U

L

d

b

: ボルトのねじ部の谷の径と軸部の径の最小部のいずれか小さい方の径 (mm)

e  : 係数で,一体形フランジ及び一体形フランジとして計算される任意形フランジの場合は

0

h

F

  

ルーズ形フランジの場合は

0

h

F

L

F  : 一体形フランジ及び一体形フランジとして計算される任意形フランジの係数で,付図 又は付

表 による。

F

L

: ルーズ形フランジについての係数で,

付図 又は付表 による。

f  : ハブ応力修正係数で,付図 又は付表 による(f>1 の場合,はハブの厚さ g

0

の部分の応力

と厚さ g

1

の部分の応力との比を表す。<1 のときは =1 とする。

G  : ガスケット反力円の直径 (mm)

  

   

b

0

≦6, 35mm の場合は,G=ガスケット面中心円の直径

   

b

0

>6.35mm の場合は,G=(ガスケット接触面の外径)−2b

  

ただし,ラップジョイント形フランジは,3.  の

 (a)  に示すとおりとする。

G

1 

: フランジ背面のハブの厚さ (mm)

g

0 

: ハブ先端の厚さ (mm)

H  :

þ

ý

ü

î

í

ì

P

G

P

G

2

2

400

4

π

π

,内圧力によってフランジに加わる全荷重 (N {kgf})

H

D

þ

ý

ü

î

í

ì

P

B

P

B

2

2

400

4

π

π

,内圧力によってフランジの内径面に加わる荷重 (N {kgf})

H

G

: W

0

H,ガスケット荷重 (N {kgf}),すなわち,ボルト荷重と内圧力によってフランジに加わ

る全荷重との差

H

P

þ

ý

ü

î

í

ì

GmP

b

bGmP

100

2

2

π

π

,気密を十分に保つために,ガスケット又は継手接触面に加わる圧縮力 (N {kgh})

H

T

: HH

D

,内圧力によってフランジに加わる全荷重とフランジの内径面に加わる荷重との差 (N

{kgf})

h  : ハブの長さ (mm) で 3.  の図 による。

h

D

: ボルト穴の中心円から H

D

伍作用点までの半径方向の距離 (mm) で,4.2 

表 による。


3

B 2206-1995

h

G

: ボルト穴の中心円から H

G

作用点までの半径方向の距離 (mm) で,4.2 

表 による。

h

T

: ボルト穴の中心円から H

T

町作用点までの半径方向の距離 (mm) で,4.2 

表 による。

h

0

0

Bg  (mm)

K  : 係数で,

B

A

L  : 係数で,

d

t

T

te

3

1 +

+

M  : フランジに作用するモーメント (N・mm {kgf・mm})  で,次による。

   (1)

  使用状態  MM

0

   (2)  ガスケット締付時  MM

g

M

D

: H

D

h

D

,内圧力によってフランジの内径面に加わる荷重によるモーメント (N・mm {kgf・mm})

M

G

: H

G

h

G

,ガスケット荷重によるモーメント(すなわち,フランジのボルト荷重と内圧力によっ

てフランジに加わる全荷重との差によるモーメント) (N・mm {kgf・mm})

M

T

: H

T

h

T

,内圧力によってフランジに加わる全荷重とフランジの内径面に加わる荷重との差による

モーメント (N・mm {kgf・mm})

M

g

: ガスケット締付時にフランジに作用するモーメント (N・mm {kgf・mm})

M

0 

: 使用状態でフランジに作用する全モーメント (N・mm {kgf・mm})

m  : ガスケット係数で,付表 による。

N  : ガスケットの接触面の幅 (mm) で,付表 による。

n  : ボルトの本数

P  : 内圧力 (MPa{kgf/cm

2

})

P

e

: 外圧力 (MPa{kgf/cm

2

})

R  :

1

2

g

B

C

,

ボルトの中心円からハブとフランジ背面との交点までの半径方向の距離 (mm)

r  : 隅の丸み (mm) で,0.25g

1

以上。ただし,4.5mm 以上とする。

T  :

÷

ø

ö

ç

è

æ=

B

A

K

の値によって定まる係数で,

付図 による。

t  : フランジの厚さ (mm) で,ガスケット座面の高さ及びガスケット溝の深さは含めない。

t

n

: 接続管の厚さ (mm)

t

1 

: 一体形フランジとして計算する場合は 2g

0

,ルーズ形フランジとして計算する場合は内庄力に

対する接続管の計算必要厚さの 2 倍 (mm) 。ただし,6.35mm 以上とする。

U  :

÷

ø

ö

ç

è

æ=

B

A

K

の値によって定まる係数で,

付図 による。

V  : 一体形フランジ及び一体形フランジとして計算される任意形フランジについての係数で,付図

5

又は

付表 による。

V

L

: ルーズ形フランジについての係数で,

付図 又は付表 による。

W

0 

: 使用状態でのボルト荷重 (N{kgf})

W

g

: ガスケット締付時のボルト荷重 (N{kgf})

W

m1 

: 使用状態における必要な最小ボルト荷重 (N{kgf})

W

m2 

: ガスケット締付けに必要な最小ボルト荷重 (N{kgf})

Y  :

÷

ø

ö

ç

è

æ=

B

A

K

によって定まる係数で,

付図 による。

y  : ガスケット又は継手接触面の最小設計締付圧力 (N/mm

2

{kgf/mm

2

})

で,

付表 による。

Z  :

÷

ø

ö

ç

è

æ=

B

A

K

の値によって定まる係数で,

付図 による。

σ

H

: ハブの軸方向応力 (N/mm

2

{kgf/mm

2

})


4

B 2206-1995

σ

R

: フランジの半径方向応力 (N/mm

2

{kgf/mm

2

})

σ

T

: フランジの周方向応力 (N/mm

2

{kgf/mm

2

})

σ

a

: 常温におけるボルト材料の許容引張応力 (N/mm

2

{kgf/mm

2

})

σ

b

: 使用温度におけるボルト材料の許容引張応力 (N/mm

2

{kgf/mm

2

})

σ

f

: 使用温度におけるフランジ材料の許容引張応力 (N/mm

2

{kgf/mm

2

})

  

なお,ガスケット締付時に対しては,常温における許容引張応力 (N/mm

2

{kgf/mm

2

})

σ

n

: 管又は管状部の材料の使用温度における許容引張応力 (N/mm

2

{kgf/mm

2

})

  

なお,ガスケット締付時に対しては,常温における許容引張応力 (N/mm

2

/kgf/mm

2

)

2.2

5.

及び 6.  で用いる記号は,2.1 及び次による。

A

g

: ガスケットとフランジ座面との接触面積 (mm

2

)

C

0

: フランジリング図心の直径 (mm)

E

b

: ボルト材の常温における縦弾性係数 (N/mm

2

{kgf/mm

2

})

E

f

: フランジリング材の常温における縦弾性係数 (N/mm

2

{kgf/mm

2

})

E

g

: ガスケットの常温における復元時縦弾性係数 (N/mm

2

{kgf/mm

2

})

E

h

: ハブ材の常温における縦弾性係数 (N/mm

2

{kgf/mm

2

})

E

0

: 接続管材の常温における縦弾性係数 (N/mm

2

{kgf/mm

2

})

f

h

: フランジ座面高さ (mm)

g

h

: ハブ平均厚さ (mm)

H

p

: 所要ガスケット反力 (N{kgf})

l

0b

: ボルト変形域長さ (mm)

  

l

0b

=2(tf

h

)

t

g

m’  : 修正ガスケット係数

t

g

: ガスケット厚さ (mm)

W

g

: 使用状態でのガスケット反力 (N{kgf})

W

m1

: 使用状態での実際のボルト荷重 (N{kgf})

θ

0

: ガスケット締付荷重によるフランジリングの回転角 (rad)

θ

p

: 使用状態でのフランジリングの回転角 (rad)

v  : ポアソン比(接続管材,ハブ材,フランジリング材)で v=0.3 とする。

3.

フランジの種類  ここで取り上げるフランジの種類は,次による。

(1)

ルーズ形フランジ

(a)

ラップジョイント形フランジ[

図 1(a)(b)]スタブエンドと組み合わせて使用するフランジ。

(b)

差込み形フランジ[

図 1(c)(d)(e)]フランジを管にねじ込むか,又は差し込んで図 1(d)(e)のよ

うに溶接で取り付けるもの。

(2)

一体形フランジ[

図 1(f)(g)(h)(i)(j)]フランジを管と一体に鋳造又は鍛造したもの又は図 1(g)

(j)のようにフランジと管が一体となるように完全溶込み溶接したもの。

(3)

任意形フランジ[

図 1(k)(l)(m)(n)(o)]フランジを図 1(k)(o)のように管に溶接で取り付けた

もの。これは一体形フランジとして計算しなければならない。ただし,次の数値のどの値をも超えな

い場合は,単純化のためハブなしルーズ形フランジとして計算してもよい。


5

B 2206-1995

g

0

=16mm,

300

0

=

g

B

P

2MPa {20kgf/cm

2

}

図 1  フランジの種類


6

B 2206-1995

図 1  (続き)

4.

フランジの応カ計算  一般のフランジの応力計算は 4.14.3 によって,外圧力を受けるフランジは 4.4

また割りフランジは 4.5 による。

4.1

ボルト荷重  ボルト荷重は,次による。

(1)

計算上必要なボルト荷重  ボルトの所要総有効断面積の計算に用いるボルト荷重は,次による。

(a)

使用状態で必要なボルト荷重

)

8

(

4

2

4

2

1

bm

G

GP

bGmP

P

G

H

H

W

p

m

+

=

+

=

+

=

π

π

π

þ

ý

ü

î

í

ì

+

=

+

=

+

=

)

8

(

400

200

2

400

2

1

bm

G

GP

GmP

b

P

G

H

H

W

p

m

π

π

π

(b)

ガスケット締付時に必要なボルト荷重

W

2

πbGy

(c)

セルフシールガスケットを使尾する場合に必要なボルト荷重  この場合は,締付けのための軸方向

荷重を無視できない特殊な形状のものを除いて,次の式によることができる。

þ

ý

ü

î

í

ì

=

=

=

=

P

D

H

W

P

D

H

W

g

m

g

m

2

1

2

1

400

4

π

π

W

m2

0

(2)

ボルトの所要総有効断面積及び実際のボルトの総有効断面積  使用状態及びガスケット締付時の両

方に対して必要なボルトの所要総有効断面積

A

m

は,次の

2

式による値のうちの大きい方をとる。

b

m

m

W

A

σ

1

1

=

a

m

m

W

A

σ

2

2

=

実際に使用するボルトの総有効断面積 A

b

は,ボルトの所要総有効断面積 A

m

より常に大きくなるよ

うにボルトを定めなければならない。

(3)

フランジの計算に用いるボルト荷重  フランジの計算に用いるボルト荷重は,次による。

(a)

使用状態でのボルト荷重

W

0

W

m1

(b)

ガスケット締付時のボルト荷重


7

B 2206-1995

a

b

m

g

A

A

W

σ

2

+

=

備考  締め過ぎに対する安全性が余分に要求される場合又はフランジが有効全ボルト荷重 A

b

×

σ

a

対抗することを必要とする場合には,フランジはこのガスケット締付時のボルト荷重を基準に

して計算してもよい。

4.2

フランジに作用するモーメント  フランジに作用するモーメントは,次による。

(1)

使用状態でフランジに作用する全モーメント  使用状態でフランジに作用する全モーメントは,次に

よる。

M

0

M

D

M

G

M

T

(2)

使用状態でのフランジ荷重に対するモーメントアーム  使用状態でのフランジ荷重に対するモーメ

ントアームは,

表 による。

表 1  使用状態でのフランジ荷重に対するモーメントアーム

フランジの種類

h

D

h

G

h

r

ラップジョイント形フランジ

2

B

C

2

G

C

2

G

C

一体形フランジ及び一体形フランジとし
て計算する任意形フランジ

R+0.5 g

1

2

G

C

2

1

G

h

g

R

+

+

差込み形フランジ及びルーズ形フランジ

として計算する任意形フランジ

2

B

C

2

G

C

2

G

D

h

h

+

(3)

ガスケット締付時にフランジに作用するモーメント  ガスケット締付時にフランジに作用するモー

メントは,次による。

2

G

C

W

M

g

g

=

4.3

フランジの応力  フランジの応力は,次による。

(1)

ルーズ形フランジでハブがないもの及びハブを無視して計算するもの並びにハブなしルーズ形フラ

ンジとして計算する任意形フランジの応力  使用状態及びガスケット締付時の応力は,次の式によっ

て計算する。

ハブの軸方向応力

σ

H

=0

フランジの半径方向応力

σ

R

=0

フランジの周方向応力

B

t

YM

T

2

=

σ

(2)

一体形フランジ,一体形フランジとして計算する任意形フランジ及びルーズ形フランジでハブを考慮

して計算するものの応力  使用状態及びガスケット締付時の応力は,フランジ各部の寸法を仮定し,

次の式によって計算する。

ハブの軸方向応力

B

Lg

fM

H

2

1

=

σ

フランジの半径方向応力

B

Lt

M

te

R

2

)

1

33

.

1

(

+

=

σ

フランジの周方向応力

R

T

Z

B

t

YM

σ

σ

=

2

4.4

外圧力を受けるフランジ  外圧力を受けるフランジは,次の条件を除いて,内圧力を受けるフラン

ジに対する規定を準用する。


8

B 2206-1995

(1)

使用状態でフランジに作用するモーメント  使用状態でフランジに作用するモーメントは,次による。

M

0

H

D

 (h

D

h

G

)

H

T

 (h

T

H

G

)

(2)

ガスケット締付時にフランジに作用するモーメント  ガスケット締付時にフランジに作用するモー

メントは,次による。

M

g

Wh

G

ここに,

a

b

m

A

A

W

σ

2

2

+

=

þ

ý

ü

î

í

ì

=

=

e

D

e

D

P

B

H

P

B

H

2

2

400

4

π

π

H

T

HH

D

þ

ý

ü

î

í

ì =

=

e

e

P

G

H

P

G

H

2

2

400

4

π

π

4.5

割フランジ  ラップジョイント形の割フランジについては,4.2 及び 4.3 の規定を次の条件に従って

準用する。

(1)

フランジに作用するモーメント は,4.2 で求めた値の 2 倍の値を用いて,割れがないルーズ形フラ

ンジとして計算する。

(2)

割フランジが二重の場合は,各々のフランジは,全体のフランジに作用するモーメント の 0.75 倍

の値を用いて,割れがないルーズ形フランジとして計算する。

(3)

割フランジの割れ目は,ボルト穴の中間に配置しなければならない。二重の割フランジの場合は,各々

のフランジの割れ目が互いに 90 度食い違うように組み立てなければならない。

5.

フランジの剛性計算

5.1

ガスケット反力及びボルト荷重  内圧が作用した状態におけるガスケット反力及びボルト荷重は,

次の式で求める。

[

]

)

(

2

1

0

1

p

G

g

g

b

g

m

h

H

R

R

R

W

W

θ

θ

+

+

=

[

]

)

(

2

1

0

p

G

b

g

b

g

g

h

H

R

R

R

W

W

θ

θ

+

+

=

ここに,

þ

ý

ü

î

í

ì =

=

P

G

H

P

G

H

2

2

400

4

π

π

b

b

b

b

E

A

l

R

0

=

g

g

g

g

E

A

t

R

=

2

G

C

h

G

=

1

1

0

4

2

2

J

Bt

K

B

D

W

h

f

g

G

+

=

π

θ

K

1

J

1

は,5.2 参照。

12

)

/

ln(

3

B

A

t

E

D

f

f

=


9

B 2206-1995

1

1

2

4

2

)

(

J

Bt

K

B

R

R

h

D

M

g

b

G

f

p

p

+

+

+

=

π

θ

ê

ê
ë

é

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

÷

ø

ö

ç

è

æ −

+

+

=

g

b

g

g

b

G

g

G

p

R

R

R

C

C

G

R

R

h

W

h

M

2

8

)

(

2

0

2

0

2

θ

π

π

÷÷ø

ö

ççè

æ

÷

ø

ö

ç

è

æ

+

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

÷

ø

ö

ç

è

æ

8

2

2

8

2

2

1

0

0

2

B

G

B

C

R

R

R

G

C

G

g

b

b

P

J

Bt

K

B

B

C

B

ú

û

ù

+

÷

ø

ö

ç

è

æ

+

2

2

0

2

4

2

2

8

ïî

ï

í

ì

ê

ê
ë

é

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

÷

ø

ö

ç

è

æ

+

+

=

g

b

g

g

b

G

g

G

p

R

R

R

C

C

G

R

R

h

W

h

M

2

8

)

(

2

0

2

0

2

θ

π

π

÷÷ø

ö

ççè

æ

÷

ø

ö

ç

è

æ

+

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

÷

ø

ö

ç

è

æ

8

2

2

8

2

2

1

0

0

2

B

G

B

C

R

R

R

G

C

G

g

b

b

ïþ

ï

ý

ü

÷

ø

ö

ç

è

æ

ú

û

ù

+

÷

ø

ö

ç

è

æ

+

100

4

2

2

8

2

2

0

2

P

J

Bt

K

B

B

C

B

2

0

B

A

C

+

=

2

1

G

B

B

+

=

K

2

J

2

は,5.2 参照。

5.2

ハブ−フランジリング接続部のモーメント係数 K

1

K

2

及びせん断カ係数 J

1

J

2

  ハブ−フランジリ

ング接続部のモーメント係数

K

1

K

2

及びせん断力係数

J

1

J

2

は,円すい形断面のハブを,その小径端,大

径端の平均厚さをもつく(矩)形断面ハブに置き換えた解析から求める(ハブ長さは同じ)

ハブ下端−フランジリング内径端の接続部のモーメント

M

1

及びせん断力

Q

1

は,次による。

þ

ý

ü

î

í

ì

÷

ø

ö

ç

è

æ

+

=

+

=

100

2

1

1

2

1

1

P

K

K

M

P

K

K

M

θ

θ

þ

ý

ü

î

í

ì

÷

ø

ö

ç

è

æ

+

=

+

=

100

2

1

1

2

1

1

P

J

J

Q

P

J

J

Q

θ

θ

ここに,

θ

θ

0

又は

θ

P

Kは,次による。

ë

é

+

=

3

4

44

3

42

2

41

1

)

(

1

a

a

a

a

D

K

e

µ

µ

µ

û

ù

+

+

4

4

34

3

33

2

31

)

(

a

a

a

a

µ

µ

µ

ë

é

+

+

=

1

1

24

5

22

6

21

2

)

(

1

a

Λ

a

Λ

a

Λ

a

D

K

e

û

ù

+

+

3

4

44

3

42

2

41

)

(

a

a

a

a

µ

µ

µ

ë

é

+

=

3

4

43

6

42

5

41

1

)

(

1

a

a

a

a

D

J

e

µ

µ

µ

û

ù

+

+

4

4

33

6

32

5

31

)

(

a

a

a

a

µ

µ

µ


10

B 2206-1995

ë

é

+

=

1

1

23

2

22

3

21

2

)

(

1

a

Λ

a

Λ

a

Λ

a

D

J

e

û

ù

+

+

3

4

43

6

42

5

41

)

(

a

a

a

a

µ

µ

µ

ここに,

Λ

1

a

31

a

42

-a

32

a

41

Λ

2

a

31

a

43

-a

33

a

41

Λ

3

a

32

a

43

-a

33

a

42

Λ

4

a

33

a

44

-a

34

a

43

Λ

5

a

34

a

41

-a

31

a

44

Λ

6

a

34

a

42

-a

32

a

44

µ

1

a

13

a

24

-a

14

a

23

µ

2

a

14

a

22

-a

12

a

24

µ

3

a

11

a

24

-a

14

a

21

µ

4

a

11

a

22

-a

12

a

21

µ

5

a

13

a

22

-a

12

a

23

µ

6

a

11

a

23

-a

13

a

21

D

e

Λ

1

µ

1

Λ

2

µ

2

Λ

3

µ

3

Λ

4

µ

4

Λ

5

µ

5

Λ

6

µ

6

a

11

β

0

[1

λ

2

X (C

1

2

C

3

2

)]

a

12

=1−

λ

3

X (C

1

C

2

C

3

C

4

)

a

13

β

0

λ

2

X (2C

1

C

3

)

a

14

λ

3

X (C

1

C

4

C

2

C

3

)

a

21

β

0

[1

λ

X (C

1

C

2

C

3

C

4

)]

a

22

=[1−

λ

2

X (C

1

2

C

3

2

)]/2

a

23

=−

β

0

λ

X (C

1

C

4

C

2

C

3

)

a

24

=−

λ

2

XC

1

C

3

a

31

β

0

λ

2

X (2C

1

C

3

)

a

32

=−

λ

3

X (C

1

C

4

C

2

C

3

)

a

33

=−

β

0

λ

2

X (C

1

2

C

3

2

)

a

34

λ

3

X (C

1

C

2

C

3

C

4

)

a

41

=−

β

0

λ

X (C

1

C

4

C

2

C

3

)

a

42

λ

2

XC

1

C

3

a

43

β

0

λ

X (C

1

C

2

C

3

C

4

)

a

44

λ

2

X (C

1

2

C

3

2

)/2

2

0

0

0

3

0

1

2

1

1

2

÷

ø

ö

ç

è

æ

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

=

B

g

E

g

E

D

a

h

h

β

2

0

3

0

3

2

2

÷

ø

ö

ç

è

æ

=

B

g

E

D

a

h

h

β

a

3

β

0

3

D

0

t

a

4

β

0

2

D

0

4

2

0

2

2

0

)

1

(

12

g

B

v

=

β

4

2

2

2

1

)

1

(

12

h

g

B

v

=

β

)

1

(

12

2

3

0

0

0

v

g

E

D

=

)

1

(

12

2

3

1

v

g

E

D

h

h

=

α

β

1

h


11

B 2206-1995

0

1

0

g

g

h

=

=

β

β

λ

2

1

0

g

g

g

h

+

=

2

1

2

3

1

0

1

C

C

D

D

X

=

C

1

=sin

α

C

2

=cos

α

C

3

=sinh

α

C

4

=cosh

α

6.

所要フランジ板厚及び設計圧力

6.1

設計圧力における所要ガスケット反力  設計圧力における所要ガスケット反力は,次による。

þ

ý

ü

î

í

ì

=

=

P

m

G

b

H

P

m

bG

H

p

p

100

2

2

π

π

ここに,

H

p

所要ガスケット反力,つまり気密を十分に保つためのガス
ケットと座面との接触面における圧縮力 (N {kgf})

m’: 修正ガスケット係数(6.2 による。)

6.2

修正ガスケット係数 m  修正ガスケット係数 m’は,気密に関して十分使用実績(

1

)

のある鋼製一体形

フランジのガスケット反力に基づいて決めるものとする。

手順を以下に示す。

(1)

設計対象アルミニウム合金製フランジと類似の寸法,呼び圧力の鋼製フランジを選ぶ。

(2)

気密に関して使用実績のある圧力(例えば,最高使用圧力)において,鋼製フランジのガスケット反

力 W

g

を計算する。

(3)

次の式から,m’を求める。

bGP

W

m

g

π

2

=

(

1

)

十分使用実績のある鋼製一体形フランジとは,日本工業規格などの規格で呼び圧力クラスごと

に基準寸法が与えられているフランジである。

6.3.

計算応力の評価

6.3.1

フランジの計算応力  フランジの計算応力は,次に示す許容値を超えてはならない。

(1)

ハブの軸方向応力

σ

H

の許容値

σ

f

  (鋳物のフランジ)

1.5

σ

f

[鋳物以外の材料のフランジ。ただし,次の(a)(b)に該

当するフランジは,(a)(b)による。

(a)

図 (j)のように管の一部をハブとしている一体形フランジ及び一体形フランジとして計算される

任意形フランジの場合は,1.5

σ

f

と 1.5

σ

n

のうちのいずれか小さい方。

(b)

図 (g)(h)及び(i)のようにハブを管に溶接した一体形フランジの場合は,1.5

σ

f

又は 2.5

σ

n

のうち

のいずれか小さい方。

(2)

フランジの半径方向応力

σ

R

の許容値

σ

f

(3)

フランジの周方向応力

σ

T

の許容値

σ

f

(4)

2

R

H

σ

σ

+

の許容値

σ

f

(5)

2

T

H

σ

σ

+

の許容値

σ

f


12

B 2206-1995

6.3.2

図 (c)(d)及び(e)のようにハブ付の差込み形フランジを計算する場合は,これに接続する管を

ハブとして加算してはならない。

6.3.3

図 (a)及び(b)に示すラップジョイント形フランジにおいて,ラップ(又はスタブエンド)がせ

ん断力を受けるようにガスケットが取り付けられている場合は,ラップの材料の許容引張応力の 0.8 倍を

超えてはならない。

6.3.4

図 (d)(e)(j)(k)(l)及び(m)に示すように,管をフランジのガスケット当たり面に近接して

フランジに溶接する場合は,溶接部のせん断力は,管の材料の許容引張応力(

σ

n

)の 0.8 倍を超えてはな

らない。これらのせん断応力は,4.1(1)の W

m1

及び W

m2

を用いて計算する。

6.4

所要フランジ板厚の決定  フランジ板厚は,発生応力が 6.3 に規定された発生応力の評価条件を満足

し,かつ,5.に規定された設計圧力におけるガスケット反力が 6.1 の所要ガスケット反力以上であるように

設計しなければならない。


13

B 2206-1995

付表 1  ガスケットの材料と接触面

ガスケットの材料

ガ ス ケ
ッ ト 係
数 m(

2

)

最 小 設 計 締 付
圧力 
y (N/mm

2

 {kgf/mm

2

})

ガスケットの
形状

座 面 の
形状 

付表 2

参照)

ガ ス ケ ッ
ト 座 の 基
本幅

付 表 2

参照)

セルフシールガスケット

O

リング,金属,ゴム,その他セルフシ−リングとみなさ

れるもの。

0 0

無機質充てん剤を含む
ふっ素樹脂 (PTFE)(

3

)

厚さ  3.0mm 
厚さ  2.0mm

厚さ  1.5mm 
厚さ  1.0mm

2.5

3.0

3.2

3.5

19.6

19.6

22.5

24.5

{2.0}

{2.0}

{2.3}

{2.5}

1a,  

7, 8

ふっ素樹脂 (PTFE) 被覆ガスケット  (

3

) (

4

) 3.5

14.7

{1.5}

ふっ素樹脂 (PTFE) 被覆ガスケット  (

3

) (

4

)

(被覆に融着などの接合面のある場合)

4.0 19.6

{2.0}

1a, 

7, 8

布又は多くの石綿を含
まないゴムシート

スプリング硬さ  (JIS A) 75 未満
スプリング硬さ  (JIS A) 75 以上

0.50

1.00

0

1.37

{0.14}

石綿ジョイントシート  厚さ  3.2mm

厚さ  1.6mm 
厚さ  0.8mm

2.00

2.75

3.50

10.98

25.50

44.82

{1.12}

{2.60}

{4.57}

綿布入ゴムシート 1.25

2.75

{0.28}

石綿布入ゴムシート 
(金線入又はなし)

三重 
二重 
一重

2.25

2.50

2.75

15.20

20.01

25.50

{1.55}

{2.04}

{2.60}

植物繊維 1.75

7.55

{0.77}

1a, 1b, 

1c, 1d, 

4, 5, 

7, 8

渦巻形ガスケット(

5

)

石綿又は他の非金属フ

ィラー

炭素鋼,軟質アルミニウム又は軟
質銅,ステンレス鋼又はモネル

2.50

3.00

68.89

{7.03}

1a, 1b 

7, 8, 

9, 10

石綿糸入り金属波形ガ
スケット又は波形メタ

ルジャケット形ガスケ
ット(石綿板入)

軟質アルミニウム 
軟質の銅又は黄銅

軟鋼又は鉄 
モネル又は 4∼6% Cr 鋼 
ステンレス鋼

2.50

2.75

3.00

3.25

3.50

20.01

25.50

30.99

37.95

44.82

{2.04}

{2.60}

{3.16}

{3.87}

{4.57}

1a, 1b, 

7, 8 

II

金属波形ガスケット

軟質アルミニウム

軟質の銅又は黄銅 
軟鋼又は鉄 
モネル又は 4∼6% Cr 鋼

ステンレス鋼

2.75

3.00

3.25

3.50

3.75

25.50

30.99

37.95

44.82

52.37

{2.60}

{3.16}

{3.87}

{4.57}

{5.34}

1a, 1b, 

1c, 1d, 

7, 8

平形メタルジャケット

形ガスケット(石綿板
入)

軟質アルミニウム

軟質の銅又は黄銅 
軟鋼又は鉄 
モネル

4

∼6% Cr 鋼

ステンレス鋼

3.25

3.50

3.75

3.50

3.75

3.75

37.95

44.82

52.37

55.11

62.08

62.08

{3.87}

{4.57}

{5.34}

{5.62}

{6.33}

{6.33}

1a, 1b, 

1c*, 1d*, 

2*(

6

),  

7, 8


14

B 2206-1995

ガスケットの材料

ガ ス ケ
ッ ト 係

数 m(

2

)

最 小 設 計 締 付
圧力 
y (N/mm

2

 {kgf/mm

2

})

ガスケットの
形状

座 面 の
形状

付表 2

参照)

ガ ス ケ ッ
ト 座 の 基

本幅 

付 表 2

参照)

のこ歯形ガスケット

軟質アルミニウム 
軟質の銅又は黄銅

軟鋼又は鉄 
モネル又は 4∼6% Cr 鋼 
ステンレス鋼

3.25

3.50

3.75

3.75

4.25

37.95

44.82

52.37

62.08

69.63

{ 3.87}

{ 4.57}

{ 5.34}

{ 6.33}

{ 7.10}

1a, 1b, 

1c, 1d, 

2, 3

金属平形ガスケット

軟質アルミニウム 
軟質の銅又は黄銅 
軟鋼又は鉄

モネル又は 4∼6% Cr 鋼 
ステンレス鋼

4.00

4.75

5.50

6.00

6.50

60.70

89.63

124.1

6

150.3

4

179.2

7

{ 6.19}

{ 9.14}

{12.66}

{15.33}

{18.28}

1a, 1b, 

1c, 1d, 

2, 3, 

4, 5, 

7, 8

リングジョイントガス

ケット

軟質アルミニウム

軟鋼又は鉄 
モネル又は 4∼6% Cr 鋼 
ステンレス鋼

4.00

5.50

6.00

6.50

60.70

124.4

6

150.3

4

179.2

7

{6.19}

{12.66}

{15.33}

{18.28}

6

I

(

2

)

ガスケツト係数 は,ガスケットが全部ボルト穴の内側から内方にだけあるものに適用する。

(

3

)

このガスケットは,過大な締付けによって樹脂がコールドフローを起こす場合がある。そのた

め,全面座及び平面座フランジでの使用に当たっては,フランジと接触しているガスケットの

投影面積当たりの締付け力 W

g

A

g

として,次の表に示す最大許容締付圧力を上回らないよう注

意が必要である。

ふっ素樹脂系ガスケットの最大締付圧力

ガスケットの材料

最大許容締付圧力

N/mm

2

 {kgf/mm

2

}

無機質充てん剤を含むふっ素樹
脂 (PTFE)

39

∼69 {4∼7}

ふっ素樹脂 (PTFE) 被覆ガスケ
ット(被覆に接合面のある場合を
含む。

39

∼59 {4∼6}

備考  この値は,常温の場合に適用する。

(

4

)

この表の値は,グラスライニングフランジには適用しない。

(

5

)

渦巻形ガスケットのボルト荷重算出に際して,この表に示す 及び によって求められるボルト荷重 W

m1

及び

W

m2

では,十分な密封性が保ち得ないと予想される場合,ボルト締付力として次の表に示すガスケット投影面

積当たりの締付力 W

g

A

g

で与えられた最小締付圧力を満足する必要がある。


15

B 2206-1995

渦巻形ガスケットの最小締付庄力

最小締付圧力 N/mm

2

{kgf/mm

2

フィラー材流体の性状

石綿紙フィラー

黒鉛質フィラー

ふっ素樹脂 (PTFE)

フイフー

水蒸気,液体

34.3 {3.5}

34.3 {3.5}

気体

68.6 {7.0}

49.0 {5.0}

(

6

)

ガスケットの重なりがある面は,

*

を付けた座面形状のナビン(突起した接触面)がある側(

付表 の座面の形

状参照。

)に向けてはならない。

備考1.  この表には,一般に多く用いるガスケットの材料とその接触面の形状を,2.に示すガスケット座の有効幅 

使ったときに実際に使用して満足であることが一般的に明らかな と の推奨数値と共に示す。

2.

この表の値は,各ガスケット材料についての代表的特性値を示したものであって,同形式のガスケットすべて
を包括するものではない。したがって,この表の値は,形式の差によって幅をもつと考えられる。

3.

アルミニウム合金製管フランジに異種金属ガスケットを選定する場合は,腐食に対する十分な配慮が必要であ

る。


16

B 2206-1995

付表 2  ガスケット座の基本幅

2

T

w

+

ガスケット座の基本幅 b

0

座面の形状

I II

1a

1b

2

N

2

N

1c

1d

2

T

w

+

;ただし

4

N

w

+

を最大とする。

2

T

w

+

;ただし

4

N

w

+

を最大とする。

2

4

N

w

+

8

3N

w

+

3

4

N

8

3N

4 (

7

)

8

3N

16

N

5 (

7

)

4

N

8

3N

6

8

w

7

2

N

2

N

8

2

N

2

N


17

B 2206-1995

ガスケット座の基本幅 b

0

座面の形状

I II

9

2

N

10

2

N

(

7

)

のこ歯が,深さ0.4mm,歯のピッチが0.8mm を超えない場合は1b 又は1d を用いる。

備考  この表でガスケット座基本幅 b

0

の I 及び II の区分は,

付表 参照のこと。


18

B 2206-1995

付図 1  の値(ハブ応力修正係数。算式を付表 に示す)

付図 2  の値(一体形フランジ及び一体形フランジとして計算される

任意形フランジの係数。算式を付表 に示す。)


19

B 2206-1995

付図 3  F

L

の値(ルーズ形フランジの係数。算式を付表 に示す。)

付図 4  TU及び の値


20

B 2206-1995

付図 5  の値(一体形フランジ及び一体形フランジとして計算される

任意形フランジの係数。算式を付表 に示す。)

付図 6  V

L

の値(ルーズ形フランジの係数。算式を付表 に示す。)


21

B 2206-1995

付表 3  フランジ係数の算式

一体形フランジ

ハブ付ルーズ形フランジ

付図 の係数 は,次による。

C

A

C

E

F

3

4

1

6

)

1

(

73

.

2

+

÷

ø

ö

ç

è

æ

=

付図 の係数 は,次による。

3

4

1

4

)

1

(

73

.

2

A

C

E

V

+

÷

ø

ö

ç

è

æ

=

付図 の係数 は,次による。

f= C

3 6

/ ( 1

+ )

上の式に用いる ACC

36

E

4

及び E

6

は,g

1

g

0

及び h

0

の値を基にした以下の式(1)(45)

を用いて得られる。

付図 の係数 F

L

は,次による。

=

L

F

C

A

C

A

A

C

A

C

A

C

3

4

1

24

21

18

)

1

(

73

.

2

72

40

1

105

70

1

84

11

4

1

6

2

1

+

÷

ø

ö

ç

è

æ

+

÷

ø

ö

ç

è

æ

+

+

÷

ø

ö

ç

è

æ +

+

÷

ø

ö

ç

è

æ +

付図 の係数 V

L

は,次による。

3

4

1

18

21

24

)

1

(

73

.

2

2

3

5

4

1

A

C

C

C

C

V

L

+

÷

ø

ö

ç

è

æ

=

付図 の係数 は,1 とする。

f= 1

上の式に用いる ACC

18

C

21

及び C

24

は,g

1

g

0

及び h

0

の値を

基にした以下の式(1)(5)(7)(9)(10)(12)(14)(16)(18)(20)

(23)

及び(26)を用いて得られる。

 

(1)

A=(g

1

/g

0

)

−1

(2)

C=43.68(h/h

0

)

4

(3)

C

1

=1/3+A/12

(4)

C

2

=5/42+17A/336

(5)

C

3

=1/210+A/360

(6)

C

4

=11/360+59A/5 040+(1+3A)/C

(7)

C

5

=1/90+5A/1 008−(1+A)

3

/C

(8)

C

6

=1/120+17A/5 040+1/C

(9)

C

7

=215/2 772+51A/1 232+ (60/7+225A/14+75A

2

/7

+5A

3

/2) /C

(10)

C

8

=31/6 930+128A/45 045+ (6/7+15A/7+12A

2

/7

+5A

3

/11) /C

(11)

C

9

=533/30 240+653A/73 920+(1/2+33/A14+39A

2

/28

+25A

3

/84)/C

(12)

C

10

=29/3 780+3A/704−(1/2+33A/14+81A

2

/28

+13A

3

/12)/C

(13)

C

11

=31/6 048+1 763A/665 280+(1/2+6A/7+15A

2

/28

+5A

3

/42)/C

(14)

C

12

=1/2 925+71A/300 300+(8/35+18A/35+156A

2

/385

+6A

3

/55)/C

(15)

C

13

=761/831 600+937A/1 663 200+(1/35+6A/35+11A

2

/70

+3A

3

/70)/C

(16)

C

14

=197/415 800+103A/332 640−(1/35+6A/35+17A

2

/70

+A

3

/10)/C

(17)

C

15

=233/831 600+97A/554 400+(1/35+3A/35+A

2

/14

+2A

3

/105)/C

(18)

C

16

C

1

C

7

C

12

C

2

C

8

C

3

C

3

C

8

C

2

−(C

3

2

C

8

2

C

1

C

2

2

C

12

)

(19)

C

17

=[C

4

C

7

C

12

C

2

C

8

C

13

C

3

C

8

C

9

−(C

13

C

7

C

3

C

8

2

C

4

C

12

C

2

C

9

)]/C

16

(20)

C

18

=[C

5

C

7

C

12

C

2

C

8

C

14

C

3

C

8

C

10

−(C

14

C

7

C

3

C

8

2

C

5

C

12

C

2

C

10

)]/C

16

(21)

C

19

=[C

6

C

7

C

12

C

2

C

8

C

15

C

3

C

8

C

11

−(C

15

C

7

C

3

C

8

2

C

6

C

12

C

2

C

11

)]/C

16

(22)

C

20

=[C

1

C

9

C

12

C

4

C

8

C

3

C

3

C

13

C

2

−  (C

3

2

C

9

C

13

C

8

C

1

C

12

C

4

C

2

)]/C

16


22

B 2206-1995

 

(23)

C

21

=[C

1

C

10

C

12

C

5

C

8

C

3

C

3

C

14

C

2

−(C

3

2

C

10

C

14

C

8

C

1

C

12

C

5

C

2

)]/C

16

(24)

C

22

=[C

1

C

11

C

12

C

6

C

8

C

3

C

3

C

15

C

2

−(C

3

2

C

11

C

15

C

8

C

1

C

12

C

6

C

2

)]/C

16

(25)

C

23

=[C

1

C

7

C

13

C

2

C

9

C

3

C

4

C

8

C

2

−(C

3

C

7

C

4

C

8

C

9

C

1

C

2

2

C

13

)]/C

16

(26)

C

24

=[C

1

C

7

C

14

C

2

C

10

C

3

C

5

C

8

C

2

−(C

3

C

7

C

5

C

8

C

10

C

1

C

2

2

C

14

)]/C

16

(27)

C

25

=[C

1

C

7

C

15

C

2

C

11

C

3

C

6

C

8

C

2

−(C

3

C

7

C

6

C

8

C

11

C

1

C

2

2

C

15

)]/C

16

(28)

C

26

4

1

)

4

/

(C

(29)

C

27

C

20

C

17

5/12

C

17

C

26

(30)

C

28

C

22

C

19

1/12

C

19

C

26

(31)

C

29

2

1

)

4

/

(C

(32)

C

30

4

3

)

4

/

(C

(33)

C

31

3A/2

C

17

C

30

(34)

C

32

1/2

C

19

C

30

(35)

C

33

0.5C

26

C

32

C

28

C

31

C

29

(0.5C

30

C

28

C

32

C

27

C

29

)

(36)

C

34

1/12

C

18

C

21

C

18

C

26

(37)

C

35

C

18

C

30

(38)

C

36

(C

28

C

35

C

29

C

32

C

34

C

29

)/C

33

(39)

C

37

[0.5C

26

C

35

C

34

C

31

C

29

(0.5C

30

C

34

C

35

C

27

C

29

)]/C

33

(40)

E

1

C

17

C

36

C

18

C

19

C

37

(41)

E

2

C

20

C

36

C

21

C

22

C

37

(42)

E

3

C

23

C

36

C

24

C

25

C

37

(43)

E

4

1/4

C

37

/12

C

36

/4

E

3

/5

E

2

/2

E

1

(44)

E

5

E

1

(1/2

A/6)

E

2

(1/4

11A/84)

E

3

(1/7C

A/105)

(45)

E

6

E

5

C

36

(7/120

A/36

3A/C)

1/40

A/72

C37(1/60

A/120

1/C)


23

B 2206-1995

参考

剛性計算のフローチャート  計算のフローチャートを参考に示す。

(1)

  K

1

K

2

J

1

J

2

の計算 


24

B 2206-1995


25

B 2206-1995

(2)

  W’

g

W

m1

計算


26

B 2206-1995


27

B 2206-1995

機械要素部会  フランジ専門委員会  構成表(昭和 61 年 8 月 1 日制定時)

氏名

所属

(委員会長)

小  玉  正  雄

埼玉大学名誉教投

吹  訳  正  憲

通商産業省機械情報産業局

寺  沢  一  雄

大阪大学名誉教授

高  橋  幸  伯

東京農工大学

野  本  敏  治

東京大学

榎  沢      誠

東京大学

丸  尾  智  彦

工業技術院機械技術研究所

平  野  隆  之

工業技術院標準部

石  川  久  能

社団法人軽金属溶接構造協会

大  山  康  郎

日立金属株式会社

川  口  一  夫

エヌケー金属加工株式会社

川  村  治  男

株式会社北沢バルブ

高  坂  保  夫

日本弁管工業株式会社

河  村      繁

株式会社日軽技研

笹  原  敬  史

岡野バルブ製造株式会社

鳥  居  鶴  松

株式会社赤萩フランジ製作所

森  田  宏  史

瀬尾高圧工業株式会社

相  沢  一  宏

石川島播磨重工業株式会社

安  達  振  作

高圧ガス保安協会

秋  澤  清  一

日揮株式会社

大  貫      栄

社団法人日本水道協会

小  郷  一  郎

財団法人日本船舶標準協会

児  玉  和  郎

株式会社五陵社

杉  山  守  平

防衛庁技術研究本部

藤  田  英  彦

干代田化工建設株式会社

星      光  浩

株式会社荏原製作所

吉  田  洋  三

三菱重工業株式会社

浦  田  憲  司

日本アルミニウム工業株式会社

尾  川  任  功

日本酸素株式会社

瀬  戸  清  治

三菱金属株式会社

初  谷  正  治

社団法人軽金属溶接構造協会

古  山  昌  宏

日本バルカー工業株式会社

(事務局)

高  橋  和  敬

工業技術院標準部機械規格課

(事務局)

永  井  裕  司

工業技術院標準部機械規格課(平成 7 年 2 月 1 日改正時)