クリティカルフランジ: 高度なワッシャーによりかじりや熱間加工を排除

Mar 10, 2023

2022 年 11 月 1 日 | Lynnae Psimas、Ryder Britton、Shruti Bakshi、INTEGRA Technologies 著

船舶のブレイクアウト活動中、プラントはボルトで固定されたフランジに使用されるワッシャーの設計に細心の注意を払う必要があります。 この領域を簡単に変更するだけで、ダウンタイムが短縮され、安全性が向上します。

容器のボルトで固定されたフランジとそれに関連するワッシャーは、化学処理施設では重要な問題が発生するまで見過ごされがちな重要なコンポーネントとして認識されることがよくあります。 ただし、洗浄機の性能と設計を詳しく調べることは、プラントのメンテナンス時間とコストを大幅に削減し、オペレーターの安全性を向上させるのに役立ちます。 この記事では、新しい洗浄技術であるベロシティ ウォッ​​シャーの石油化学製造プラントへの実際の応用について説明します。

特許取得済みのベロシティ ワッシャー (図 1) は、重要なフランジのブレイクアウト時間を短縮するために開発されました。 石油化学、製造、航空宇宙などのさまざまな業界の高圧、高温の工業用フランジに使用されているベロシティ ワッシャーは、ファスナーの固着の主な原因であるかじりを排除することでダウンタイムを短縮し、安全性を高めます。

図 1. これらのワッシャーの対称設計により、どの方向でも簡単に取り付けることができます

かじりは、金属部品が高負荷の下で互いに滑り合うときに発生します。 動作中、局所的な応力、接着変形、および熱により、2 つの別々の機器が 1 つの固体の部品になるまで金属結合の形成が促進されることがあります。 かじりは非常に一般的であり、コストのかかる遅延を引き起こし、工場での危険な抽出作業が必要になります。 ベロシティワッシャーは、ナットを回す前にボルトにかかる負荷を取り除くことでかじりを解消します。 これにより、ブレイクアウト時間がより速く、より予測可能になり、火気を帯びた作業が排除され、人件費が削減され、作業者の安全性が向上します。

Velocity Washer は、スタッドやナットの摩耗や固着、生産遅延、プロセスエリアでの火気作業に関連する問題に対処するために、多国籍石油化学企業に最近導入されました。 作業現場では、蓄積した固体を除去するために 9 か月ごとに 3 台の大型流動層反応器を洗浄しています。 この施設には、洗浄を行うために原子炉底部のミニコーンのボルトを外そうとする際に、多大な費用がかかる遅延と潜在的に危険な救済策が講じられてきた長い歴史がありました。 ベロシティ ワッシャーを導入する前は、かじりついたファスナーを取り外すにはナットを焼き落とす必要があり、洗浄手順に 4 ～ 5 時間がかかり、限られたプロセス領域で直火を使用する必要がありました。 この方法では、フランジのシール面近くに高温が存在するため、完全性にも懸念が生じます。

明らかな安全上の問題、高コスト、度重なる生産遅延により、現場は代替ソリューションを模索するようになりました。 油圧トルクツールが提案されましたが、使用してもかじりついたナットを破壊することはできませんでした。 これは、かじりの現象が単純な高摩擦よりもはるかに複雑であるためです。分子レベルでの 2 つの部分の融合です。 高温ボルト潤滑剤も、プロセス温度で焼き切れてしまうため、かじりを軽減できませんでした。 現場の上級メンテナンスチームは油圧ナットも検討しました。 しかし、相談の結果、整合性の専門家は、かじり、低コスト、簡単な取り付けに重点を置いているため、代わりにベロシティ ワッシャーを提案しました。

Velocity ワッシャーは、通常のワッシャーと同様に取り付けられる 2 つの積み重ねられた部品で構成される、銃眼付きのデザイン (つまり、本質的に開口部が組み込まれている) を採用しています。 対称設計のため、間違った方向に取り付けることはできません。 ナットは標準的な手順を使用して所定の位置にトルクで固定され、速度ワッシャーは動作中ずっと所定の位置に留まります。 ブレークアウトでは、ナットは左に 12 度回転します。 ベロシティワッシャーのピースが折りたたまれ、ナットからすべての負荷が取り除かれ、ナットが開始する前にかじりを防ぎます。 ナットは簡単に取り外せます。 図 2 はこれらの手順を示しています。

図 2. これらのワッシャーのセットアップ手順により、かじりのリスクが排除されます

石油化学施設のエンジニアは、ベロシティ ワッシャーを 1 つのミニコーン型フランジに配置して、有効性をテストしました。 ウォッシュアウト時の総ブレイクアウト時間は、以前は 5 時間もかかっていましたが、1 時間強に短縮されました。

すべてのかじり、そしてその結果としてすべての熱い作業が排除されました。 この良好な結果を受けて、サイトのメンテナンス チームはすべてのミニコーン フランジにベロシティ ワッシャーを取り付けました。 また、停電が発生した場合には、他の重要なフランジにもベロシティ ワッシャーを設置する予定です。

「問題がかじりであるかどうか確信が持てなかったため、私たちはこれらが機能するかどうか懐疑的でした。ナットは 12 度も動かなかったが、すぐにロックされたように感じました。私たちはリアクターでそれらを試しましたが、何らかの理由で最も回転数が多かったです」 「問題は解決しました。うまくいきました。かじりを生じることなくすべてのナットを壊すことができました」とサイトのメンテナンス エンジニアの 1 人は説明します。 ■

Lynnae Psimas は、ジョージア州の Integra Technologies を代表するテクニカル ライターです。 プシマスは心理学の学士号 (2004 年)、教育修士号 (2007 年)、博士号を取得しています。 ジョージア州立大学で学校心理学の博士号 (2012 年) を取得。

Ryder Britton (電話: 800-779-2658; 電子メール: [email protected]) は、カナダのオンタリオ州にある Integra Technologies の戦略的イニシアティブのディレクターです。 彼は 2011 年から Integra で働いており、ウェスタン大学アイビー ビジネス スクールで MBA を取得しています。

Shruti Bakshi (電子メール: [email protected]) は、Integra Technologies のマーケティング スペシャリストです。 彼女は 6 年間のマーケティング経験があり、現在トロントのヨーク大学シューリッヒ ビジネス スクールで経営修士号の取得を目指しています。 彼女は、シンハド工科大学でバイオテクノロジーの学士号も取得しています。