一般配管用ステンレス鋼鋼管の拡管式管継手…⑴K1207-170385-9851/12/¥500/ 論文/JCOPY《特集：配管施工の省力化・省スペース化》

一般配管用ステンレス鋼鋼管の拡管式管継手＜新型大口径「軽わざ君」と特殊品の紹介＞

オーエヌ工業㈱筆保孝明

Takaaki Fudeyasu

１．はじめに

ISO 14001：認証取得

ステンレス製ナイスジョイントは、給水・給

２−２

登録番号06ER・598

ステンレス協会規格認定SAS322
認定番号：第32206

湯・冷温水・冷却水配管に開発された拡管式管

呼び径：13〜60Su継手である。最近は、蒸気還管、高温水、RO 水、呼び径：75〜100Su 認定番号：第32221

ドライエア、エア、超純水、食用油配管などに２−３日本水道協会品質認証センター認証品も幅広く採用されている。
ゴムパッキンは２種類あり標準品の水素化ニ

呼び径：13〜100Su

トリルゴム（HNBR）、特殊フッ素ゴム（NJSR）

認定番号：継手類

G-246、G-248

バルブ類 E-505が販売されている。
ナイスジョイントの13〜60Su（HNBR）は1979

２−４適合規格関係

年より販売を開始し、2011年12月まで2,600万⑴個、約30年間の実績がある。75〜100Suのフラ㈳バルブ工業会：JV8-1

ンジタイプは1992年より販売し約20年間の実績

ボール弁（フルボア、スタンダードボア）、がある。しかし10Kのフランジタイプは重たいゲート弁（フルボア）との意見が多く、軽量タイプの開発依頼があり⑵

軽量タイプ「軽わざ君」を2010年に販売を開始

製品の形状及び寸法：JIS B 2308

した。蒸気還管・高温水などに対応できる特殊管用テーパねじ規格：JIS B 0203

フッ素ゴム（NJSR）の販売は2005年より販売⑶

しており７年間の実績があり蒸気還管、高温水

ステンレス鋼鋳鋼品：JIS G 5121

でもトラブルは発生していない。

ステンレス鋼棒：JIS G 4303

配管用ステンレス鋼鋼管：JIS G 3459

ま た、 水 質 の 問 題 な ど で SUS304（SCS13）
製より耐食性の高い、SUS316（SCS14）製は2000

メカニカル形バルブ類

ナイスジョイントねじ部の規格製品に使用する材料

一般配管用ステンレス鋼鋼管：JIS G 3448

年より販売を開始し、水質の悪いところの給湯、埋設配管等で採用されている。今回は75〜100

３．ナイスジョイントの寿命推定

Su 対応の「軽わざ君」および特殊品の紹介を

カタログ・技術資料には耐用年数（寿命推定）する。

を掲載している（第１表）。

２．認証関係および適合規格２−１

ISO 関係9001、14001

ISO 9001：認証取得

登録番号99QR・170

４．ナイスジョイントの仕様

４−１

使用範囲

給水・給湯・冷温水・冷却水・エア・蒸気還建築設備と配管工事

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2012. 10. 19

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一般配管用ステンレス鋼鋼管の拡管式管継手…⑵第１表±0.29°

ナイスジョイントの耐用年数（寿命推定）

湿度［℃］130100807025

耐用年数 HNBR［年］ NJSR−

1040801002750100−−

蒸気還管 高温水 給湯

給湯給水高温水冷温水

用途

当社作成の施工マニュアルに従い施工の場合

条件注）ナイスジョイントの耐用年数（寿命推定）は保証期間ではない。
寿 命推定とは：ゴム材料は各種温度で長時間熱老化及び自然老化の試験を行ったとき伸びは単純に減少していることから、一般的に伸びがある数値まで低下したときを寿命としてアルレニウスの式で寿命推定を行っている。しかし管継手のガスケットのように圧縮してシール機能を持たせる場合、残留歪による応力緩和が重要な特性であるため、圧縮永久歪による寿命推定を行う。

② 加速度800Galを与える耐震試験を実施している。
 層間変位1/100を想定した振動試験により耐震性を確認、曲げ角度＝±1.43°。
③ 2008年３月に（独）防災科学技術研究所 兵庫耐震工学研究センター（E-ディフェンス）にて高層鋼構造建物の耐震試験に50Suを立管、25Suを横引き管で用い耐震試験を実施した。
④ 試験片には水圧2.0MPaを封入し、漏れ及び継手の状況を確認する。
耐震試験の機関：愛知工業大学
耐震実験センターㅡスイープ試験
ㅡ

管・高温水、消火配管に使用でき、適用可能な水質は、水道水の水質基準（厚生省令）及び冷物
 体に振動（周波数）を加えた場合、あ凍空調機器用冷却水水質基準（日本空調冷凍工る周波数で大きく揺れる箇所（共振点ま業会）を参考（304製と316製の使用区分は施工たは共振周波数）がある。つまり当該ナマニュアルの SUS304と SUS316の材質選定を参

イスジョイントが最も激しく揺れる周波照）。特殊使用、水質などの問い合わせはメーカ数である。その周波数を探る。
ㅡ共振試験（加速度800Gal）
ㅡーに相談いただきたい。
４−２

使用温度、圧力範囲

ス イープ試験で求めた共振周波数で30秒間、加震する。

温度−15〜130℃（ゴムパッキンの種類の選

ㅡㅡ層間変位1/50の耐震試験（加速度800Gal）定が必要）。

層 間変位1/50の振動で30秒間、加震す

圧力1.0MPa 以下及び2.0MPa 以下、商品による（試験片が2,800mmに対し、56mmのり10K、20Kがある。

変化を与える）。

５．ゴムパッキンの寿命および試験⑤５−１ ゴムパッキンおよび継手の性能が確 いずれの試験も漏れ等の不具合は発生し保できるか試験も各種実施している振動試験（100万回実施）：SAS322試験

なかった。
５−３⑴

内圧繰り返し試験（0〜5MPa：１万回実施）：
SAS322試験

蒸気還管・高温水用ゴムパッキンの５年経過試験結果

冷温水サイクル試験（2,200回実施）：
SAS322試験

試験結果

試験の概要

2005年６月より検査洗浄機用ボイラー配管に組み込み実態試験を開始した。温度は150±10実体による促進劣化試験実施：SAS322試験℃（温度センサーで確認）、圧力は0.5MPaで2010

水圧曲げ試験実施：社内試験

年６月に抜き取り約５年間の断続稼働で9,108時

耐震試験（震度７の実施）：社内試験

間経過した NJSRゴムパッキンを抜き取りゴム５−２の硬さ、圧縮永久歪み率、寿命推定を実施した。

振動試験関係の履歴① SAS322振動試験
20建築設備と配管工事

K2012-10本文.indb 20

100万回、曲げ角度＝

現在も６〜８時間/ 日稼働中で試験を継続し2012. 10.

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一般配管用ステンレス鋼鋼管の拡管式管継手…⑶８年目に入った。
⑵

圧縮永久歪み率：５年経過試験結果

寿命推定線に１〜５年経過品のデータをプロットした（第１図）。
⑶

NJSR 温度と熱老化寿命（安全率：10）① 寿命推定に実測値をプロットした（第２図）。
 結果は130℃、27.4年の寿命推定線より上にあることから130℃で27年以上と推察できた。
 もし、スチームトラップの故障などで仮に150℃の生蒸気が還管内に流出しても、寿命推定は15年程度あり数日間のトラブ
ルでは問題ない。
② 安全率の設定は NJSRが高温で使用の為に10倍とした。
５−４ ナイスジョイントのゴムパッキンの種類
第３図参照。

第２図

NJSR 温度と熱老化寿命（安全率10）６．継手の構造及び特長

く安心である。また、レイアウト変更などの時、拡管式ナイスジョイントは、引張・曲げ・圧継手の分解再利用も可能である。既設の配管の力に対し丈夫に設計しており、すっぽ抜けが無修理、更新する場合、火気を使わないことは絶第１図

温度をパラメータにした時間と圧縮永久歪率

建築設備と配管工事

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2012. 10. 21

12/09/05 16:45

一般配管用ステンレス鋼鋼管の拡管式管継手…⑷トの締め込みはレンチ等を使用し継手本体に接続する。
② 拡管部は継手本体内径角部とフランジテーパー部により両側から強く挟みつけられ、継手本体端面とフランジが密着するまで締め付ける構造である。
③ 本締め時、フランジは拡管部へわずかに滑り込むように設計してあり、パイプの振動、曲げ、ねじりなどの荷重に十分耐えられる構造にしている。
④ 継手本体と拡管したパイプに囲まれたス
タフィンボックス内にゴムパッキンを装着
第３図

ゴムパッキンの種類し、流体をシールする構造で、継手本体内径角部はパイプ拡管部の挿入寸法を拘束し対条件である。継手およびパイプに油類を使用ているためスタフィンボックス内は一定のしないため洗浄が大幅に削減できる。

大きさとなり、ゴムパッキンは必要以上圧

第４図は75〜100Suの構造図で次の特長を持縮されない構造である。
⑤ 拡管することでパイプの公差などが修正っている。
① パイプの端部を拡管しその部分にフランジを引掛けて抜け止めとし、ボルト・ナッでき、ゴムパッキンの圧縮率などが均一な状態となる。
 パイプの公差は1% 程度あり、管の大小が多少ある。
 拡管することで ±0.2mm 以下に修正できる。また、多少の楕円の歪みも修正可能である。
⑥ 75〜100Su 拡管式のメリット
ㅡ現場で拡管作業などの施工ができ、アイㅡ
ソメ図が不要で手間が省ける。
ㅡ拡管式は、火を使用しないので改修工事
ㅡには便利である。
ㅡ継手と継手の接合のシール部分をゴムㅡ
パッキンとしたため、漏れにくくなったので作業性が上がる。
ㅡ80Su、100Suはフランジ部のボルトが８ㅡ本から４本となり作業性が上がる。また、ボルト締め込み時にナットが供回りしないように、片方に回り止めを付けた。
ㅡ現場溶接など不要で、溶接管理不備によㅡる腐食は避けられる。

第４図

22

75〜100Su 拡管式ナイスジョイントの構造

建築設備と配管工事

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ㅡ蒸気還管・高温水用のゴムパッキンもあㅡ

2012. 10.

12/09/05 16:45

一般配管用ステンレス鋼鋼管の拡管式管継手…⑸り高温排水などの配管にも使用できる。
⑦ 75〜100Su 用拡管機 NE7型（写真１、写真２）

写真３第２表写真１

拡管機本体

サンプル写真20℃、60℃、80℃の実験結果
試料

黒粉評価ランク

処理前

1

超純水浸漬処理後

写真２20℃

160℃

180℃

2

拡管機工具（NE7型以外に NE6型-Kもある）
第５図

黒粉評価基準７．特殊品の紹介

７−１⑴

ドライエア試験結果① 検査機関：㈶化学物質評価研究機構にて

脱 脂品をドライエア、窒素ガスで油分の 試験報告書試験をした

年８月17日②

ゴムパッキンの材質は HNBR。
⑵

 電気伝導度＝0.02mS/m（ミリジーメンス）

レベル２（油＝0.2mS/cm（マイクロジーメンス）

分：0.1ppm 以下）を満たしている。
製品には「脱脂品」のシールを貼っていて、通常品と識別できる（写真３）。
７−２

超純水試験結果③

処理温度：20℃、60℃、80℃④

処理時間：300時間（参考）理論純水

超純水：ゴムパッキンの材質は NJSR

電機抵抗率：18×106〔試験結果１〕

電機伝導率：0.0556mS/cm

綿棒による黒粉付着量評価（第２表および第５図）
2011年、空調・衛生工学会（名古屋大学）にて発表された。

〔試験結果２〕

浸せき水の有機体炭素（TOC）測定（第３表）〔試験結果３〕

浸せき水中の有機成分の分析（第４表）
建築設備と配管工事

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平成22

試験液：純水試験の結果

圧縮空気品質等級JIS B 8392-1

No.242-10-A-0407

2012. 10. 23

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一般配管用ステンレス鋼鋼管の拡管式管継手…⑹第３表

有機体炭素（TOC）測定試験結果
試験項目

試料

有機体炭素（TOC）

浸漬処理前の超純水

第４表［mg/L］

不検出（＜0.2）

20℃

浸漬水

不検出（＜0.2）

60℃

浸漬水

不検出（＜0.2）

80℃

浸漬水不検出（＜0.2）

有機成分分析結果

試料

主な検出成分20℃浸漬水 ・フッ素ゴムの有機系添加剤成分等は不検出

写真４

綿棒による黒粉付着量試験結果（拡大写真）

写真５

綿棒による黒粉付着量試験結果（拡大写真）

60℃浸漬水 ・TAIC（トリアリルイソシアヌレート）
80℃浸漬水 ・TAIC（トリアリルイソシアヌレート）〔試験結果４〕

浸漬水中のイオンクロマトグラフによる陰イオンの分析（第５表）
第５表

陰イオンの分析結果

［mg/L］
結果［mg/L］

項目

20℃
浸漬水

60℃
浸漬水

80℃
浸漬水

定量
下限

ふっ化物イオン（F ） 不検出

不検出

不検出

0.02

塩化物イオン（Cl ） 不検出

不検出

不検出

0.05

臭素イオン（Br −）

不検出

不検出

不検出

0.05

硝酸イオン（NO3 −） 不検出

不検出

不検出

0.1

亜硝酸イオン（NO2 ） 不検出

不検出

不検出0.1りん酸イオン（PO43−） 不検出

不検出

不検出0.2硫酸イオン（SO42−） 不検出

不検出

不検出0.2−−−７−３

オゾン水試験結果

試験機関：㈶化学物質評価研究機構⑴

供試材４種類のゴムで試験を行った⑷

黒粉付着評価第６表

各種ゴムの黒粉付着評価試験ランク

処理条件
未処理
1mg/L
5mg/L
10mg/L

水素化ニトリルゴム（HNBR）

ランク（第６表）

HNBR

EPDM

IIR

NJSR

1

1

1

110日間

545220日間

555210日間

555220日間

555

210日間

555220日間

5552

一般的なエチレンプロピレンゴム（EPDM）
JFジョイント用ブチルゴム（IIR）⑸

特殊フッ素ゴム（NJSR）

共試材は４種類あったが、オゾン水に最も適⑵溶存オゾン濃度

試験結果のまとめ（NJSR）した NJSRの結果のみ記載した。オゾン水関係

1mg/L、5mg/L、10mg/Lの配管には特殊フッ素のゴムパッキンを推奨す

期間：10日、20日る（第７表）。

⑶

綿棒による黒粉付着量評価

HNBR 10mg/L20日間（写真４）

８．おわりにNJSR20日間（写真５）

今回は、75〜100Su 新型大口径及び特殊品対2410mg/L

建築設備と配管工事

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2012. 10.

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一般配管用ステンレス鋼鋼管の拡管式管継手…⑺第７表

NJSRの試験結果まとめ

試験項目
黒粉付着量

結果

継手・バルブは全数圧力検査を実施
施工現場で漏れ０目標

オゾン濃度及び処理時間によらず、表面に僅かに付着していた。

微小孔が発生したが、オゾン濃度の上昇や処理時間の経過に依存して、大きさや数が増大する傾向は殆ど認
SEM（電子顕微鏡）
められない。また、オゾン水処理に観察よる表面の形態変化は他資料と比べると穏やかで、最もオゾン水処理の影響が小さい。
デュロメータ硬さ

殆ど変化なし国際ゴム硬さやや低下する傾向を示した。

引張試験

引張強さ、破断時伸びは処理時間の経過に伴い僅かに増加する傾向を示した。

FT-IRによる表面の劣化分析

表面では、共架橋剤に基づく架橋構造が変化した。

写真６ 本社工場の圧力漏れ検査風景
本社工場：リークテスタ機による圧力漏れ検査ラインを追求し、顧客満足の向上をめざす」。社員全員で邁進中である。
内容について不明な点はメーカーに問い合わ応の試験等を紹介した。ゴムパッキンの耐用年せて戴くようにお願いしたい。

数（寿命推定）等について簡単に紹介したが施工時には施工マニュアルを参照してもらいたい。施工が初めての方等は必ず施工説明を受講して戴くようお願いする。施工のビデオ、DVDも用意しているのでカタログ類と同様に請求してもらいたい。
当社の品質方針は「高い品質と安定した供給【筆者紹介】
筆保孝明

オーエヌ工業㈱ 営業本部 営業部長
〒708-0015 岡山県津山市神戸466
TEL：0868-28-0171
FAX：0868-28-4254
E-Mail：t.fudeyasu@onk-net.co.jp

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2012. 10. 25

12/09/05 16:45