フランジの基礎知識を解説！
種類や形状、記号、規格をチェックし適切に選ぼう

フランジの基本構造は、以下のとおりです。

• フランジ形状
• ガスケット面
• ボルトとナット
• フランジと配管の接続部分

フランジの形状は規格によって決められているので、適切な種類を選ばなければなりません。

フランジ締結時には、ガスケットと呼ばれるシール材が必要です。ガスケットがあれば、継手と継手の隙間を密閉し、流れる液体が漏れないようにできます。

ただし、フランジとガスケットだけでは配管が接合されないので、ボルトとナットが必要です。ボルトは側面にらせん状の溝が入っており、雄ネジとも呼ばれます。

ナットにもらせん状の溝が入っていますが、ボルトと異なり溝は内側です。ナットは雌ネジとも呼ばれます。

フランジの締結時には、主に六角ボルトや寸切りボルト、六角ナットが使用されます。

差込み溶接式フランジ（スリップオンフランジ、SO）は、最もシンプルで広く使われている接続形状です。フランジの中央にある穴に管を差し込み、フランジの上面と反対側の内径部分の2ヶ所で溶接します。

シンプルな接続方法なので、施工が簡単に済むのがメリットです。ただし、溶接の強度は他の方法のほうが高いため、高温高圧配管には向きません。

ソケット溶接式フランジ（ソケットウェルドフランジ、SW）は、フランジの中央にある穴に胴付部（段差）を設けている形状です。管を段差に当てて差し込み、フランジ上面の管外側の1ヶ所を溶接します。

差込み溶接式フランジ（SO）は管の上面と内径部の2ヶ所を溶接しますが、ソケット溶接式フランジ（SW）は上面のみ溶接するので、フランジのシール面を傷つけないのがメリットです。

小口径配管の接続によく使われますが、溶接するところが少ないからこそ、高温高圧配管には向きません。

突合せ溶接式フランジ（ウェルドネックフランジ、WN）は、平面ではなく中央が立ち上がった形状が特徴です。配管の端部に突合せ溶接をするもので、直接溶接できるため、工数を少なく抑えられます。

溶接前に配管側を削る開先加工を行う手間が必要ですが、フランジは加工なしで配管と溶接できます。

配管の内面の仕上がりが滑らかになるのも、突合せ溶接式フランジのメリットです。また、熱や振動に強いので、高温高圧の配管に適しています。

遊合形フランジ（ルーズフランジ、ラップジョイントフランジ、LJ）は、内側の縁が若干丸みを帯びている形状です。

一般的に、スタブエンドと呼ばれる継手とセットで使います。スタブエンドと管を突合せ溶接して、スタブエンドのツバ部分をフランジの接合面に引っ掛けて使う形です。

溶接するのはスタブエンドのみで、遊合形フランジそのものは溶接されないため、溶接後もフランジを自由に回転できます。そのため、ボルト穴の位置を気にせずフランジを取り付けられるのがメリットです。

製紙や化学、建築設備など、フランジと溶接できない管と接合する場合や、低温低圧で危険が少ない場合に使われている接続形状です。

ねじ込み式フランジ（スレーデッドフランジ、TR）は、フランジの内径が雌ネジになっており、外径に雄ネジを切ったパイプをねじ込んで接続する形状です。

溶接せずにねじ込むだけなので、火気を使えない場所でも施工できるのがメリットです。溶接が不要なので配管工事が安価であり、メンテナンスも容易にできます。低圧や小径の配管に適している形状です。

ただし、溶接が不要な分他のフランジに比べて漏洩のリスクは高いです。危険物や高圧ガス使用時には、制限されることもあります。

フランジの全面が平らで凹凸がない形状を、全面座（フラットフェース、FF）と呼びます。全面座のフランジは、座面全面を挟む形状のガスケットとセットで使われます。

面圧が小さいため、低圧の流体に適しています。漏れても危険がない水や空気などに利用されることが多いです。

平面座（レイズドフェース、RF）は、フランジの中央が高く出っ張っている形状です。突起部分だけを挟む形状のガスケットと組み合わせて使用します。

突起部分がガスケットの圧縮を助けるので、FFよりも高い圧力に対応できます。座面形状の中では、最も利用シーンが多いです。

メール座・フィメール座（雌雄フランジ、MF）は、雄側と雌側のフランジがセットで使用される座面形状です。凸側をメール座、凹側をフィメール座と呼びます。

メール座の出っ張っている部分をフィメール座の凹んでいる部分にはめ込み、接合します。両者が噛み合えば、ズレやガスケットの飛び出しなどのリスクを抑えられるため、高精度な接合が必要な場合に使われます。

タング&グルーブ（TG）は、凸の突起が付いたフランジと凹の溝が付いたフランジを組み合わせて使う形状です。メール座・フィメール座は座面全体が凹凸なのに対し、タング&グルーブは座面の一部が凹凸になっていて、ぴったりと噛み合います。

面圧を大きく取れるため、危険性の高い流体や真空配管などの機密性が重視される配管で使われます。

リングジョイント（RJ）は、フランジの座面に溝が掘られており、金属製のリングジョイントガスケットをはめ込んで接合するタイプです。

金属同士の線接触のため、機密性に優れており、配管荷重に強いのが特徴です。ゴムや樹脂などのガスケットが使えない高温高圧にも耐えられます。

JISは「日本工業規格」を意味し、JIS規格は一般的に広く使われています。

• JIS B 2220：鋼製管フランジ
• JIS B 2239：鋳鉄製管フランジ
• JIS B 2240：銅合金製管フランジ　など

例えばJIS B 2220：鋼製管フランジでは、フランジの耐圧強度を示す呼び圧が5K〜30K、フランジの外形寸法の種類を示す呼び径が10〜1500Aの製品を想定しています。

JPIは「日本石油学会」を意味し、JPI規格は基本的に石油工業関連で使われています。外観の形状が似ているフランジだったとしても、JISとJPIは寸法にわずかな違いがあるので、互換性はありません。

JPIフランジは、アメリカで広く使われているANSIフランジを参考にしているため、仕様の多くがANSIと同等です。

• JPI-7S-15-2011：石油工業用フランジ
• JPI-7S-43-2008：石油工業用大口径フランジなど

ただし、ANSIフランジにはセレーションと呼ばれる凹凸面があるのに対し、JPIフランジにはそれがありません。

ANSIは、アメリカ規格協会から発行されている「ANSI／ASME-B16.5」という規格をさします。ASMEはアメリカ機械学会を意味しており、ASMEの承認も得た規格ということです。

• ASME-B16.5
• ASME-B16.47
• ASME-B16.36など

ANSIフランジ規格はJPI規格のもとになっているため、多くの寸法が同じ値となります。ただし、日本とアメリカの配管の外形寸法が異なるので、一部の規格でフランジ内径の寸法が違う点に注意が必要です。