船舶のマンウェイ、ハンドホールは特別なシーリングの課題をもたらします

マンウェイおよびハンドホールとして機能するフランジ付き開口部には多くの種類があり、タンクやその他の種類の密閉容器へのアクセスを提供します。標準のASMEタイプのフランジを使用し、フランジ付きパイプ接続のようにボルトで固定されているものもあります。内部のマンウェイとハンドホールには、容器の内側に収まり、ガスケットと外部フランジに対して引き戻されるカバーまたはプレートがあります。

これらの設計には、多くのシーリングの課題があります。たとえば、フランジの表面は完全ではないことがよくあります。さらに、丸いカバーは、その機能を果たすために開口部よりも大きくなければならないため、丸い開口部に適合しません。したがって、これらのフランジのガスケットは通常、楕円形または楕円形であるため、カバーを横向きにして開口部に合わせることができます。

楕円形のガスケットは滑らかな湾曲を維持し、製造と設置に十分なフープ強度を提供します。対照的に、楕円形のガスケットには、半径方向の強度を制限する直線部分が含まれています。さまざまなサイズのOEM仕様に合わせて製造されたこれらのガスケットは、通常、内径（ID）から寸法が決められています。ガスケットのフランジ幅とともに、長軸と短軸の両方が描かれています。内輪を組み込んだガスケットでは、リングの幅も指定する必要があります。

図1.このマンウェイカバーの単一のスタッドボルトは、ガスケットに低く不均一な圧縮力を加え、容器へのフランジ付きアクセスを密閉します。

これらのガスケットでシールされた内部マンウェイカバーには、通常、カバーの中央に1つまたは2つのスタッドボルトが溶接されています（図1）。これらは、ボルトがガスケットに対してカバーを引き戻すことができるように、開口部を埋めるヨークを介して取り付けられています。このボルト締めの制限は、ボルトとガスケットの間の距離と相まって、圧縮力が低く、多くの場合不均一になります。

マンウェイはタンクまたは容器の内部にあるため、アセンブリに対する内圧の作用は、従来のボルト締めフランジ接続の場合とは異なります。後者では、内圧がフランジを分離し、ガスケットをアンロードするように作用します。マンウェイでは、内圧が実際にフランジを所定の位置に押し込み、ガスケットに負荷をかけ、多くの場合、ボルトよりも大きな圧縮力を生成します（図2）。それにもかかわらず、この動的な圧縮荷重が推奨レベルに達することはめったにありません。

図2.マンウェイカバーの内圧は、ボルトの圧縮力を超える可能性があり、ガスケットを固定してロードするのに役立ちます。

圧力容器は通常、内部にアクセスするために内部の座席と、時にはヒンジ付きのドアを利用します。このようなドアは、システム内圧がマンウェイガスケットを固定するのに十分な応力を生成するように方向付ける必要があります。内圧が上昇すると、ガスケットへの応力も上昇します。これは、ガスケットを容器の設計圧力に最適に一致させるために考慮しなければならない要素です。低圧システムでは、より柔らかく、変形しやすいガスケットが必要ですが、これらは圧縮率が低い端でブローアウトする可能性があります。逆に、高圧容器には、金属強化ガスケットなどのより剛性が高く高密度のシールが必要であり、シールが難しい場合があります。

この議論の目的のために、シール面は通常ガスケットの内側の端まで測定されることを理解することは役に立ちます。したがって、楕円形は、内側の幅x内側の長さxガスケットの表面の幅として表されます。 12インチx16インチx1インチx1 / 8インチとしてリストされているガスケットの内部寸法は、12 "x 16"で、フランジ幅は1 "、厚さは1/8"です。

ガスケット

圧力容器のマンウェイとハンドホールをシールするのに適したガスケットには、いくつかの異なるタイプがあります。らせん状に巻かれたガスケットは、低圧（999 psi未満）と高圧（1,000 psi以上）の両方の用途に使用できます。それらの圧縮荷重は通常、推奨レベルを下回っていますが、通常は効果的にシールします。薄い金属の長いストリップでできており、巻線またはラップの間に柔らかい材料が巻かれ、充填されています。これらのガスケットには、巻線のみと内部圧縮リング付きの巻線の2つの構成があります。

低圧システムでは、ガスケットを柔らかくするために厚いグレードのフィラーを使用する必要がありますが、高圧容器では、フィラーのゲージが薄いガスケットが必要です。これにより、ガスケット内の金属層の数が増えるだけでなく、ガスケットの密度が高くなり、より高い圧縮荷重に耐えることができます。システム圧力は、ドアと容器の境界面に取り付けられているガスケットの外径（OD）に加えられます。これにより、ガスケットが接続のIDに向かって突き出ているのが見られる場合、シールの失敗がすぐにわかります。このタイプの故障が観察された場合、および高圧サイクルを使用するアプリケーションでは、ガスケット用に頑丈な金属製の内輪を設計できます。

内圧が1,000psig未満のマンウェイの最初の選択肢は、グラファイトに面した波形の金属コアガスケットです（図3）。これらのガスケットは、同心または平行な隆起を作成するために波形にされ、グラファイトシート材料に面している比較的厚い金属コアで構成されています。これらは、ガスケットのフランジ幅が0.5インチ以上の場合に最適に機能します。フランジ幅が0.5インチ未満の場合は、ガスケットのサプライヤーに相談する必要があります。

図3.内圧が1,000psig未満でフランジ幅が0.5インチ以上のマンウェイには、グラファイト面の波形金属コアガスケットをお勧めします。

ガスケットの幅が少なくとも0.5インチ、好ましくは4分の3インチ以上である限り、柔軟なグラファイトシートを使用してボイラーのマンホールとハンドホールを効果的に密閉できます。 0.5インチ未満のガスケット幅を必要とする接続の場合、不均一な圧縮荷重がグラファイトシートのガスケットに悪影響を与える可能性があるため、スパイラル巻きガスケットを使用する必要があります。ほとんどのグラファイトシートガスケットには、ガスケットを損傷することなく取り扱いを容易にするために、金属インサートが含まれており、場合によっては複数のインサートが含まれています。

図4.Kammprofileガスケットは、完全ではないフランジをシールし、極端な温度と圧力の変動に耐えます。

カムプロファイルガスケット（図4）は、利用可能な着座応力がらせん状に巻かれたガスケットには低すぎるが、ガスケットの断面、システム圧力、表面の不規則性、およびその他の条件が柔軟なグラファイトの使用を助長しないアプリケーションの優れた代替手段です。または非金属ガスケット材料。これらのタイプのガスケットは、深い溝のある金属リングで構成され、発泡グラファイト、マイクロセルラーPTFE、発泡PTFEなどの柔らかい材料に面しています。

高圧縮性、低クリープPTFEガスケットは、マイクロセルラー構造で二軸配向されているか、マイクロバルーンで満たされています。これらは、化学サービス用のマンウェイおよびハンドホールフランジのシーリングに使用されていますが、通常、蒸気/ボイラー用途には推奨されません。以下のチャートは、ガスケットを使用条件に適合させるためのクイックリファレンスを提供します。

インストール

容器の内側にはマンウェイガスケットとハンドホールガスケットが取り付けられているため、感圧接着剤を使用してガスケットをカバーに貼り付けることがあります。ただし、これらの接着剤は蒸気温度で軟化または溶融し、化学薬品の使用中に分解する可能性があります。

非金属ガスケットは接着剤なしで取り付ける必要がありますが、スプレー接触接着剤のいくつかの小さなスポットを使用して、それらを所定の位置に保持することができます。取り付け時に所定の位置に保持するための保持タブ付きの金属ガスケットが利用可能です。

内部のマンウェイとハンドホールを密閉することは、それらがさらされる圧力差やその他の条件を考えると難しい場合があります。ほとんどのアセンブリは、ボルトアップ時に低い圧縮荷重を生成し、一部のアセンブリは、内圧が加えられたときに高い圧縮応力を生成します。これらの開口部をシールするためにさまざまなタイプのガスケットを使用できますが、その効果は、特定の用途に合わせて適切な寸法の適切なタイプのガスケットを選択するかどうかによって異なります。