フランジ加工の方法と発注ガイド｜種類・精度・メーカー選定

フランジ加工とは

フランジの種類と用途

フランジに求められる精度

ガスケット座面の平面度と面粗さが漏れ防止の鍵を握る。RF（レイズドフェイス）面のセレーション（同心円溝）の仕上げがガスケットの密着性を左右する。

フランジの加工方法

旋盤加工（座面・ボア加工）

フランジの基本加工はCNC旋盤で行う。外径・ボア・座面・ハブ（ネック部）を旋削し、座面にはセレーション加工（同心円の微小溝）を施す。

大型フランジ（外径500mm以上）は立旋盤（VTL）で加工する。チャッキングの精度がボア径と座面の同軸度に直結するため、段取りの管理が重要だ。

フライス加工（ボルト穴・キー溝）

ボルト穴はフライス盤またはマシニングセンタで加工する。穴数・PCD（ピッチ円直径）・穴径は規格で定められているため、図面と規格の整合性を加工前に確認する。

研削加工（高精度座面仕上げ）

超精密な座面が求められるケース（原子力・半導体装置用など）では、旋盤加工後に平面研削で座面を仕上げる。平面度0.01mm以下、面粗さRa 0.4μm以下の達成が可能だ。

溶接後の仕上げ加工

溶接ネックフランジは鍛造品のネック部を配管に溶接した後、溶接部の仕上げ加工を行うことがある。溶接変形の矯正と座面精度の確保が目的だ。

規格別のフランジ仕様

JIS規格（JIS B 2220）

国内で最も一般的なフランジ規格。呼び圧力は5K・10K・16K・20K・30K・40K・63Kの7段階で、材質はSS400・SUS304・SUS316等がある。

ANSI/ASME規格（ASME B16.5/B16.47）

北米・グローバル標準のフランジ規格。クラス150・300・600・900・1500・2500の6段階。JIS規格とは寸法体系が異なるため、互換性は保証されない。

圧力等級と材質の対応

発注先の選び方

大型フランジへの対応力

大型フランジ（外径500mm〜2,000mm以上）の加工には、大型立旋盤とクレーン設備が必要だ。加工可能な最大径を事前に確認する。

素材調達力（鍛造品の手配）

高圧フランジは鍛造品（フォージング）から削り出す。鍛造メーカーとの取引実績があるか、丸棒からの削り出しにも対応できるかを確認する。

国内メーカーの比較ポイント

– 対応規格: JIS・ANSI/ASME両方に対応できるか

– 材質の対応範囲: 炭素鋼・ステンレス鋼・特殊合金

– 非破壊検査の対応: PT（浸透探傷）・UT（超音波探傷）・RT（放射線透過）

– 品質認証: ISO 9001、圧力容器向けはASME U stamp

コスト構造と見積のポイント

鍛造品の調達期間として別途2〜6週間が必要。

発注時の注意点

規格の指定方法（JIS vs ANSI互換性）

JIS規格とANSI/ASME規格はボルト穴のPCDやガスケット座面の寸法が異なる。相手フランジの規格を確認してから発注すること。JIS 10KとASME Class 150は寸法が異なるため、互換性はない。

圧力試験・非破壊検査の要否

– 水圧試験: 圧力容器規格に準拠する場合は必須

– PT（浸透探傷）: 溶接部や座面のき裂検出

– UT（超音波探傷）: 鍛造品の内部欠陥検出

– 材料証明書: EN 10204 Type 3.1（第三者検証付き）が求められる場合もある

まとめ

– [ ] フランジの種類（WN/SO/ねじ込み等）の選定

– [ ] 準拠規格の確認（JIS B 2220 / ASME B16.5）

– [ ] 圧力等級と材質の組み合わせ確認

– [ ] 座面仕上げの要求精度明確化

– [ ] 非破壊検査の要否確認

– [ ] 対応メーカー2〜3社への見積依頼

参考規格・文献

– JIS B 2220:2012 鋼製管フランジ

– ASME B16.5 Pipe Flanges and Flanged Fittings

– JIS B 2240:2006 銅合金製管フランジ

– ISO 9001:2015 品質マネジメントシステム

*この記事は精密加工ジャーナル編集部が作成しました。記載内容は執筆時点の情報に基づいています。*