バルブボルト締め材料ガイド: ASTM A193 B7、B8、B8M、L7、および A194 ナット

バルブボルト締結材 は工業用バルブの選択の重要な部分です。ボルト、スタッド、ナットは単なる付属品ではありません。これらは、圧力、温度、振動、パイプライン負荷下でのガスケットの圧縮、ボンネットのシーリング、ボディ接合部の完全性、およびフランジのシーリングを維持するのに役立ちます。

バルブの漏れ問題の多くは、バルブ本体自体が原因ではなく、不適切なガスケットの圧縮、不適切なボルト締めの材質、不適切な締め付け方法、フランジの不一致、または実際の使用温度や腐食環境に適していないボルト締めによって引き起こされます。

このガイドでは、ASTM A193 B7、B8、B8M、L7、および ASTM A194 ナットを含む一般的な工業用バルブのボルト締め材料について説明します。また、圧力、温度、腐食、ガスケット荷重、防火サービス、高圧ボールバルブ、プロジェクト文書要件に基づいてボルト締めを選択する方法についても説明します。

バルブ接続の選択については、当社の資料をお読みください。 バルブエンド接続タイプガイド。ガスケットの選択については、当社の製品をお読みください。 バルブガスケット選定ガイド。圧力と温度のレビューについては、こちらをお読みください。 バルブの圧力と温度の定格ガイド.

バルブボルトの材質とは何ですか?

バルブのボルト締め材とは、バルブの圧力がかかるジョイントやパイプライン接続に使用されるスタッド、ボルト、ナットを指します。これらの部品は、バルブ フランジ、ボンネット ジョイント、ボディ ジョイント、カバー プレート、その他のボルト締めアセンブリをクランプするために使用されます。

工業用バルブでは、バルブとパイプラインのフランジ、本体とボンネットの接合部、分割本体ボールバルブ、ボルト締めされたカバー、グランドフランジ、アクチュエータの取り付けインターフェースなど、いくつかの場所でボルト締めが使用される場合があります。最も重要なボルト締めは、通常、圧力がかかるジョイントに使用されるボルト締めです。

バルブの一般的なボルト締め位置は次のとおりです。

• バルブフランジとパイプラインフランジの接続
• ゲートバルブおよびグローブバルブの本体とボンネットの接合部
• ボールバルブの分割体ジョイント
• 逆止弁のカバージョイント
• バルブパッキン周りのグランドフランジのボルト締め
• 高圧バルブのボルト締めボディジョイント
• アクチュエータブラケットと取付ボルト

圧力がかかるボルト締めは、圧力がかからない構造ボルトよりも慎重に選択する必要があります。見積および調達の際、購入者はボルト締め要件がフランジボルト締め、ボンネットボルト締め、ボディボルト締め、グランドボルト締め、または全圧力ジョイントボルト締めに適用されるかどうかを確認する必要があります。

バルブシールにおいてボルト材質が重要な理由

ボルト締めは、ガスケットを圧縮し、圧力ジョイントを密閉状態に保つために必要なクランプ力を提供します。ボルトの材質が弱すぎたり、温度に適していなかったり、環境に適合していなかったり、ナットとの組み合わせが間違っていたりすると、バルブ本体とガスケットが正しくても、バルブから漏れが発生する可能性があります。

ボルト締めの選択が間違っていると、次のような問題が発生する可能性があります。

• 静水圧試験中のフランジの漏れ
• 運転中のボンネット漏れ
• 熱サイクルによるガスケットの圧縮損失
• 化学環境または海洋環境におけるスタッドまたはナットの腐食
• 高温使用時のボルト締め緩和
• スパイラル巻きまたはRTJガスケットのクランプ力が不十分
• プロジェクトの材料仕様を満たしていない
• バルブ材質、フランジ材質、ボルト材質の不一致

ボルト締め、ガスケット、フランジ面も合わせて見直す必要があります。ボルト締めが必要な圧縮を維持できない場合、正しいガスケットでも確実に密閉できません。

一般的なバルブボルトの材質比較表

ASTM A193 B7 ボルト締め

ASTM A193 B7 工業用バルブに使用される最も一般的なボルト材料の 1 つです。高強度のボルト締めが必要な炭素鋼、合金鋼、および多くの一般工業用バルブアセンブリに広く使用されています。

B7 スタッドは通常、ASTM A194 2H ナットと組み合わせられます。この組み合わせは、石油、ガス、蒸気、化学薬品、製油所、発電所、および一般的なプロセス用途におけるバルブ フランジ、ボンネットのボルト締め、分割ボディ ジョイントおよび圧力を保持するボルト締め接続によく使用されます。

ASTM A193 B7 は一般的に次の用途に使用されます。

• 炭素鋼バルブ
• 合金鋼バルブ
• フランジ付きボールバルブ
• ゲートバルブ、グローブバルブ、チェックバルブ
• 高圧バルブフランジ
• ボンネットとカバーのボルト締め
• 一般的な製油所、石油化学、発電所サービス

B7 ボルト留め購入者小切手:

• 圧力クラス
• 設計温度
• バルブボディ材質
• フランジ規格
• ガスケットの種類と必要な圧縮
• ナット材質、一般的に ASTM A194 2H
• コーティングまたは防食が必要かどうか
• プロジェクト仕様で B7 ボルト締めが許可されているかどうか

B7 は一般的ですが、すべてのサービスに共通のものとして扱うべきではありません。低温、ステンレス鋼、サワーサービス、海洋、化学または特殊な腐食環境では、異なるボルト締め材料が必要になる場合があります。

ASTM A193 B8 ボルト締め

ASTM A193 B8 は、304 タイプのステンレス鋼と関連付けられることが多いステンレス鋼のボルト材質です。耐食性が必要な場合、およびプロジェクト仕様で B8 ボルト締めが許可されている場合に選択できます。

B8 ボルト締めは通常、ASTM A194 グレード 8 ナットと組み合わせられます。ステンレス鋼のバルブ、クリーンサービス、特定の化学薬品サービス、および炭素鋼のボルトが急速に腐食する可能性がある環境で使用できます。

B8 ボルト締めは次の場合にレビューされる可能性があります。

• ステンレス鋼製バルブアセンブリ
• 一般的な防食サービス
• きれいな水またはきれいなプロセス システム
• 厳選された化学用途
• 該当する場合、食品、飲料、またはクリーンな産業システム
• 炭素鋼のボルト締めが好まれない用途

B8 ボルト締め購入者小切手:

• 腐食環境
• バルブボディ材質
• 圧力クラスと温度
• 304系ステンレスボルト締めで十分か
• 塩化物または化学物質への曝露により B8M がより適しているかどうか
• ナット材質、通常 ASTM A194 グレード 8
• プロジェクトの標準および材料証明書の要件

すべてのアプリケーションにおいて、B8 が自動的に B7 よりも優れているわけではありません。ステンレスの耐食性を備えていますが、最終的な選択では機械的強度、温度、かじりのリスク、コーティング、潤滑、プロジェクトの仕様を考慮する必要があります。

ASTM A193 B8M ボルト締め

ASTM A193 B8M は、316 タイプのステンレス鋼と関連付けられることが多いステンレス鋼のボルト材質です。 B8 よりも優れた耐食性が必要な場合、特に化学、海洋、海岸、または塩化物関連の環境でよく検討されます。

B8M ボルト締めは通常、ASTM A194 グレード 8M ナットと組み合わせられます。ステンレス鋼バルブ、化学バルブ、オフショアバルブ、淡水化サービス、耐食性バルブアセンブリ、および一部のクリーンプロセスシステムに選択できます。

B8M ボルト締めは次の場合にレビューされる可能性があります。

• 316 ステンレス鋼バルブアセンブリ
• 化学処理バルブ
• 海洋または沿岸環境
• 海洋および淡水化アプリケーション
• 適切な場合には塩化物を含むサービス
• 耐食性ボルト締めシステム

B8M ボルト締め購入者小切手:

• 塩化物への曝露
• 化学的適合性
• バルブボディ材質: CF8M、F316、二相合金または特殊合金
• 圧力と温度の要件
• ナット材質、一般的に ASTM A194 グレード 8M
• かじり防止、潤滑またはコーティングの要件
• プロジェクトの仕様によって二相ボルト締めまたは特殊合金ボルト締めが必要かどうか

B8M は、基本的な炭素鋼ボルトのコストよりも耐食性が重要な場合に選択されることがよくあります。ただし、ステンレスのボルト締めでも、かじりや締め付けの問題を避けるために、正しい取り付け方法が必要です。

ASTM A193 L7 ボルト締め

ASTM A193 L7 ボルト締め衝撃靱性が重要な低温圧力サービス向けに一般的に検討されています。プロジェクトの要件に応じて、LCB または LF2 バルブ アセンブリなどの低温炭素鋼バルブとともに使用できます。

L7 ボルト締めは、単に B7 を強化したバージョンではありません。その主な目的は、低温での使用に適していることです。購入者は、L7 ボルト締めを選択する前に、温度要件、衝撃試験、ナットの組み合わせ、およびプロジェクトの仕様を確認する必要があります。

L7 ボルト締めは次の場合にレビューされる可能性があります。

• 低温バルブ用途
• LCB鋳造低温炭素鋼バルブ
• LF2鍛造低温炭素鋼バルブ
• 指定されている場合、極低温隣接または低温サービス
• 屋外寒冷地プロジェクト
• 低温ボルト締めが必要な石油およびガスプロジェクト

L7 ボルティングバイヤーチェック:

• 最低設計温度
• 衝撃試験の要件
• ナット材質、一般的に ASTM A194 グレード 7 / 7M またはプロジェクト指定のナット
• バルブボディの材質と温度定格
• コーティングまたは防食が必要かどうか
• プロジェクトに NACE またはその他の特別な条件が必要かどうか
• 材料証明書と熱番号トレーサビリティ

低温ボディの材質の選択については、当社の製品を確認してください。 WCB と LCB のバルブ材質 そして A105 対 LF2 バルブ材質 サイトで利用可能な場合。

ASTM A194 ナット: 2H、8、8M、7

ASTM A194 ナット バルブおよびフランジのアセンブリでは ASTM A193 ボルト締め材料とともに一般的に使用されます。ナットのグレードは、スタッドまたはボルトの材質、圧力と温度の要件、およびプロジェクトの仕様に一致する必要があります。

ナットのグレードは無作為に選択しないでください。スタッドとナットの組み合わせが正しくないと、強度、ねじのかみ合い、耐食性、かじり現象、プロジェクトのコンプライアンスに影響を与える可能性があります。

サービス別ボルト締めの選択

温度によるボルト締めの選択

温度はボルト締めのパフォーマンスに影響します。室温に適したボルト材質でも、高温蒸気、熱サイクル、または低温での使用には適さない場合があります。

高温でのサービスについては、以下を確認してください。

• 設計温度
• 圧力温度定格
• ガスケットの種類と圧縮要件
• 温度におけるボルト締結強度
• バルブ本体、フランジ、ボルト締結部の熱膨張差
• 増し締めや特別な取り付け手順が必要かどうか
• グラファイトガスケットとうず巻形ガスケットのどちらを使用するか

低温サービスについては、以下を確認してください。

• 最低設計温度
• 衝撃試験の要件
• L7ボルト締めが必要かどうか
• 適合ナットグレード
• バルブ本体材質 LCB、LF2など
• 低温ボルト締めのプロジェクト仕様書

高温用バルブの選択については、当社の資料をお読みください。 高温高圧バルブガイド。圧力と温度のロジックについては、弊社の資料を参照してください。 バルブの圧力と温度の定格ガイド.

腐食環境によるボルト締めの選択

外部腐食は、バルブのボルト締めの選択において見落とされがちです。バルブ本体がステンレス鋼やコーティング炭素鋼であっても、ボルト締めの材質が環境に適さない場合、露出したスタッドやナットが腐食する可能性があります。

腐食関連のボルト締めに関する質問:

• バルブは屋内または屋外に設置されていますか?
• 環境は沿岸ですか、それとも海洋ですか?
• 化学薬品の蒸気や飛沫にさらされることはありますか?
• 塩化物は存在しますか？
• バルブは絶縁されているか、埋め込まれているか、または検査が困難ですか?
• 塗装やメッキ、ステンレスボルト締めは必要ですか？
• ステンレスボルトの場合、かじり防止は必要ですか？

耐薬品性および耐腐食性のバルブの選択については、当社の製品を確認してください。 化学処理バルブ ソリューション そして 化学処理用耐食バルブ材料.

ボルト締め、ガスケット荷重、フランジ漏れ

ボルト締めとガスケットの選択は連携して行う必要があります。ガスケットは密閉するために十分な圧縮を必要とし、ボルトは圧力と温度の下でその荷重を提供し、維持する必要があります。

ボルト締めが弱すぎたり、腐食しすぎたり、締め付けが間違っていたり、熱サイクルに適していない場合、ガスケットが圧縮を失い、フランジから漏れが生じる可能性があります。ガスケットが間違っていると、たとえ強力にボルトで締めても、確実なシールを保証できません。

フランジの漏れは次のことに関連している可能性があります。

• ボルト締めの材質が間違っている
• ナットのグレードが間違っています
• ガスケットの材質が間違っています
• 締め付け荷重が不足している
• 不均一な締め付けシーケンス
• フランジの位置ずれ
• フランジ面の損傷
• サーマルサイクリング
• 間違った潤滑剤またはステンレスボルトのかじり
• RF、FF、または RTJ フランジ用の不適切なガスケット

ガスケットの選択については、当社の製品をお読みください。 バルブガスケット選定ガイド。フランジと端部接続の選択については、当社の資料をお読みください。 バルブエンド接続タイプガイド.

防火バルブのボルト締め

防火バルブには、該当する火災試験規格に従って、火災中および火災暴露後の漏れを制御できるシーリングおよび圧力継手の設計が必要です。ボルト締めは、この圧力継手システムの一部です。

防火バルブを選択する際、購入者は防火証明書を求めるだけではありません。また、ボディシール、ステムパッキン、シート設計、ガスケット、ボルト締めおよびバルブ構造が認定された設計範囲と一致しているかどうかも確認する必要があります。

防火バルブのボルト締めの確認については、以下を確認してください。

• 適用される火災試験規格
• 耐火証明書の範囲
• バルブサイズと圧力クラスをカバー
• 本体ボルト締め材質
• ボディシールまたはガスケットの材質
• ステムパッキン材
• 引用された設計がテストされた設計と一致するかどうか
• プロジェクトで特殊なボルト締めコーティングが許可されているかどうか

耐火試験済みの隔離サービスについては、当社のサービスを確認してください。 防火ボールバルブ.

高圧ボールバルブおよび API 6D バルブのボルト締め

高圧ボール バルブと API 6D パイプライン バルブでは、多くの場合、ボルト締めのボディ ジョイント、フランジ ジョイント、および圧力を含む接続が使用されており、ボルト締めの確認を慎重に行う必要があります。ボルト締めは、圧力クラス、本体材質、ガスケットまたは本体シール、防火要件、およびプロジェクト文書に適合する必要があります。

高圧ボールバルブのボルト締めについては、以下を確認してください。

• フローティングまたはトラニオン取り付け設計
• ツーピース、スリーピース、スプリットボディまたはトップエントリー構造
• 圧力クラス
• 設計圧力と温度
• 本体材質
• ボディシール材質
• フランジガスケットタイプ
• スタッドとナットのグレード
• 防火要件または静電気防止要件
• MTC とテストレポートの要件

高圧遮断弁については、当社の製品を確認してください。 高圧ボールバルブ。パイプライン分離サービスについては、当社の API 6D ボールバルブ.

ステンレス鋼および特殊合金バルブのボルト締め

ステンレス鋼バルブは必ずしもステンレス鋼ボルト締めを必要とするわけではなく、炭素鋼バルブは必ずしも B7 ボルト締めを必要とするわけではありません。ボルト締めの選択は、プロジェクトの仕様、腐食への曝露、圧力、温度、設置環境によって異なります。

クリーンな屋内サービスでのステンレス鋼製バルブの場合、プロジェクト仕様により標準ボルト締めが許可される場合があります。化学、海洋、沿岸または塩化物用途では、腐食状態に応じて、B8、B8M、二相ボルト、または特殊合金のボルト締めが必要になる場合があります。

ステンレス鋼バルブのボルト締めについては、以下を確認してください。

• バルブ本体材質: CF8、CF8M、F304、F316、二相合金または特殊合金
• 内部媒体と外部環境
• ボルト締めが腐食性雰囲気にさらされているかどうか
• プロジェクト標準でステンレスボルト締めが必要かどうか
• B8 または B8M で十分か
• かじりのリスクに焼き付き防止剤やコーティングが必要かどうか
• ボルト締めに PMI が必要かどうか

ステンレス鋼の材質の比較については、当社の資料をお読みください。 304 対 316 ステンレス鋼バルブ ガイド.

バルブフランジ用のスタッドボルトと六角ボルト

工業用バルブのフランジでは、特に ASME フランジ システムでは、両側にナットが付いたスタッド ボルトが一般的に使用されます。一部の用途では六角ボルトも使用されますが、多くのフランジ アセンブリでは取り付け、張力、取り外しが簡単なため、工業用バルブ フランジ ジョイントではスタッド ボルトが非常に一般的です。

バルブボルト締結用のコーティングと表面保護

環境やプロジェクトの仕様によっては、ボルト締めに表面保護が必要な場合があります。一般的なオプションには、亜鉛メッキ、溶融亜鉛めっき、PTFE コーティング、キシラン タイプのコーティング、黒色酸化膜、リン酸塩コーティング、またはその他のプロジェクト指定の保護が含まれます。

コーティングの選択には次の点を考慮する必要があります。

• 腐食環境
• 設置場所
• 動作温度
• ねじ山の摩擦と締め付け動作
• ナットやワッシャーとの互換性
• プロジェクト仕様でコーティングが許可されているかどうか
• コーティングがフィッティングやトルク管理に影響を与えるかどうか

コーティングは耐食性を向上させることができますが、正しい基材の選択に代わるものではありません。重度の腐食または高温での使用の場合、コーティングはプロジェクト エンジニアリングによって承認される必要があります。

バルブボルト締めの材料証明書とトレーサビリティ

プロジェクトのバルブの場合、ボルト締め材料には材料証明書、熱番号トレーサビリティ、および検査記録が必要な場合があります。これは、高圧、高温、低温、ステンレス鋼、合金鋼、API、防火バルブ、および第三者検査済みバルブの注文の場合に特に重要です。

ボルト締めに関する文書には次のものが含まれる場合があります。

• 材料試験証明書 / MTC
• 熱数トレーサビリティ
• 化学組成
• 機械的性質
• 必要に応じて衝撃試験記録
• 必要に応じて硬度試験
• コーティング証明書（該当する場合）
• 必要に応じてPMIレポート
• 検査報告書

品質文書の要件については、こちらをお読みください。 バルブ証明書および品質文書ガイド.

バルブボルトの選択における購入者のよくある間違い

間違い 1: ボルトを付属品としてのみ扱う

ボルト締めは圧力継手の一部です。ボルト締めが正しくないと、フランジの漏れ、ボンネットの漏れ、またはプロジェクト要件を満たせなくなる可能性があります。

間違い 2: すべてのバルブに B7 を使用する

B7 が一般的ですが、低温での使用、ステンレスでの使用、化学薬品への曝露、海洋環境、または特殊なプロジェクトでは異なるボルト締めが必要になる場合があります。

間違い 3: ナットのグレードを無視する

スタッドの材質とナットのグレードが適合している必要があります。 B7 は通常 A194 2H ナットを使用し、B8 と B8M は通常ステンレス ナット グレードを使用します。

間違い 4: ガスケットの荷重を無視する

ボルトはガスケットに十分な圧縮力を与える必要があります。うず巻き、RTJ、グラファイト、PTFE ガスケットでは、異なるシールに関する考慮事項が必要になる場合があります。

間違い 5: 温度を無視する

高温になるとボルトの締め付け強度やガスケットの圧縮に影響が出る可能性があります。低温では、L7 などの衝撃試験済みのボルト締めが必要になる場合があります。

間違い 6: 外部腐食を無視する

ボルトは環境にさらされることがよくあります。屋外、海洋、化学薬品および断熱設備では、耐食性またはコーティングされたボルト締めが必要な場合があります。

間違い 7: MTC のボルト締めを求めない

プロジェクトのバルブの場合、ボルト材質の証明書が必要になる場合があります。お見積り・製作前にご確認ください。

バルブボルト締めに関するRFQチェックリスト

正しいボルト材質を選択するには、購入者は見積もり前にサービス、圧力、温度、接続、および文書の要件を提供する必要があります。

関連する技術リソース

• バルブエンド接続タイプガイド — フランジ、ねじ、ソケット溶接、突合せ溶接、ウェハー、ラグ、クランプ、および溝付きバルブ接続について説明します。
• バルブガスケット選定ガイド — PTFE、グラファイト、うず巻、RTJ、ゴム、ノンアスベストのガスケットの選択について説明します。
• バルブの圧力と温度の定格ガイド — 圧力クラスが温度と材料によってどのように変化するかを説明します。
• 高温高圧バルブ — 蒸気、サーマルオイル、製油所、石油化学および発電所のバルブの選択ガイド。
• 防火ボールバルブ — 耐火試験済みの石油、ガス、化学物質隔離サービスの製品ページ。
• 高圧ボールバルブ — 高圧オイル、ガス、油圧、蒸気、サーマルオイルサービスの製品ページ。
• API 6D ボールバルブ — 石油、ガス、高圧分離サービス向けのパイプライン ボール バルブの製品ページ。
• バルブ証明書と品質文書 — MTC、PMI、圧力テストレポート、プロジェクト文書について説明します。

産業用バイヤー向けの最終推奨事項

バルブボルトの材質は、バルブ本体の材質、ガスケットの種類、フランジ規格、圧力クラス、設計圧力、設計温度、腐食環境、プロジェクト文書の要件とともに選択する必要があります。

ASTM A193 B7 と ASTM A194 2H ナットは、多くの工業用バルブ アプリケーションで一般的です。 ASTM A193 B8 および B8M は、ステンレスまたは耐食性のボルト締めが必要な場合に選択されます。 ASTM A193 L7 は、低温サービスについてレビューされています。過酷な化学、海洋、高温、低温、防火、または API プロジェクト サービスの場合は、見積前に必ずボルト締め要件を確認してください。

フランジ付きバルブ、高圧ボールバルブ、API 6D バルブ、防火バルブ、蒸気バルブ、化学バルブ、または低温バルブのバルブボルト材質の選択にサポートが必要な場合は、 Vコアバルブ 圧力、温度、媒体、ガスケット、フランジのタイプ、および文書要件を確認できます。

よくある質問

1. 一般的なバルブボルトの材質は何ですか?

一般的なバルブのボルト締め材料には、ASTM A193 B7、B8、B8M、L7 と、使用条件に応じて 2H、8、8M、7 / 7M などの対応する ASTM A194 ナットが含まれます。

2. ASTM A193 B7 ボルトで一般的に使用されるナットは何ですか?

ASTM A193 B7 スタッドは、多くの工業用バルブ フランジおよび圧力継手の用途で ASTM A194 2H 重い六角ナットと一般的に組み合わせられます。

3. ASTM A193 B8 ボルト締めはどのような場合に使用する必要がありますか?

ASTM A193 B8 ボルト締めは、304 タイプのステンレスボルト締めが適しているステンレス鋼または耐食性用途で一般的に検討されています。

4. B8 ボルト締めと B8M ボルト締めの違いは何ですか?

B8 は一般に 304 タイプのステンレス鋼のボルトに関連付けられ、B8M は一般に 316 タイプのステンレス鋼のボルトに関連付けられ、より優れた耐食性が必要な場合に見直されます。

5. ASTM A193 L7 ボルト締めはどのような場合に使用する必要がありますか?

ASTM A193 L7 ボルト締めは、衝撃靱性と低温使用適合性が要求される低温バルブ用途向けに一般的にレビューされています。

6. バルブのボルト締めはガスケットのシールに影響しますか?

はい。ボルト締めにより、ガスケットを圧縮するのに必要な締め付け力が得られます。ボルト締めの材質、ナットのグレード、または締め方を誤ると、フランジやボンネットの漏れが発生する可能性があります。

7. バルブのボルト締めを選択するにはどのような情報が必要ですか?

購入者は、バルブのタイプ、サイズ、圧力定格、設計圧力、設計温度、媒体、本体材質、フランジタイプ、ガスケットタイプ、ボルト締め材質、ナット材質、コーティングおよび文書要件を提供する必要があります。