ダクタイル鉄管継手の取り付け方法: フルガイド

ダクタイル鋳鉄管継手 パイプ端の清掃と潤滑、継手ソケットまたはメカニカル ジョイントへの挿入、ガスケットの正しい位置決め、指定されたトルク (標準的なメカニカル ジョイントの場合は通常 75 ～ 90 フィートポンド) でグランド ボルトを締めることによって取り付けられます。 正確な手順は、プッシュオン、メカニカル ジョイント、フランジ、拘束などのジョイント タイプによって異なります。不適切な設置は漏れ、接合部の破損、費用のかかる掘削作業の主な原因となるため、各ステップを正しく行うことが重要です。

ダクタイル鉄管継手は、配水、下水、防火、産業用配管システムで広く使用されています。それらの引張強さは、 420MPa以上 (AWWA C153/ANSI A21.53 に準拠) および最大 350 psi の圧力定格により、長期的なシステムの完全性のためには正しい設置が不可欠です。

ダクタイル鉄管継手の種類と接合方法

設置を開始する前に、使用する継手およびジョイントのタイプを特定する必要があります。それぞれに異なる組み立て手順と工具が必要です。

一般的な継手の形状

• 肘（曲げ）： 11.25°、22.5°、45°、90° — パイプの方向を変更するために使用します
• ティー: 配電幹線の分岐接続用
• レデューサー: 同心または偏心、パイプ直径の移行用
• キャップとプラグ: ライン終端および圧力テスト用
• 十字架: グリッド配電システムの四差路交差点

始める前に必要なツールと材料

作業を開始する前に適切なツールを用意しておくと、作業の途中での遅れが防止され、ジョイントが仕様を満たしていることが保証されます。次のリストでは、2 つの最も一般的なジョイント タイプ、プッシュオン ジョイントとメカニカル ジョイントの取り付けについて説明します。

• トルクレンチ 少なくとも 100 フィートポンドに校正済み (MJ ボルト締め付け用)
• パイプ挿入ツールまたは付属品 より大きな直径のパイプ (6 インチ以上) のプッシュオンジョイント用
• ワイヤーブラシときれいな雑巾 表面処理用
• 承認されたガスケット潤滑剤 (非石油ベース、飲料水にも安全)
• Tボルトと六角ナット (通常、AWWA C111 に準拠した低合金鋼)
• パイプ切断工具 (ダクタイル鋳鉄用の研磨鋸またはパイプカッター)
• デプスゲージまたは挿入マークツール 正しいパイプ貫通深さを確認するため
• ガスケット 配管サイズ、材質（SBRまたはEPDM）、継手の種類に合わせて
• たわみ基準カード （メーカー指定のジョイント当たりの許容たわみ量）

ガスケット、グランド、ボルトがパイプの圧力クラスと直径に適合していることを常に確認してください。小さすぎるガスケットや不適切な材質のガスケットを使用すると、ジョイントの初期故障が頻繁に発生します。

プッシュオンジョイント継手の取り付け方法

プッシュオン ジョイント (タイトン ジョイントとも呼ばれる) は、最も一般的で最も早く組み立てられるものです。ゴム製ガスケットの圧縮に完全に依存して防水シールを形成します。ボルトは使用しておりません。

1. すべてのコンポーネントを検査します。 ソケットの内部、パイプの差し込み口の端、およびガスケットに亀裂、傷、または破片がないか確認してください。小さな欠陥であっても、圧力がかかると漏れが発生する可能性があります。
2. ソケットとパイプの端を掃除します。 ワイヤー ブラシときれいな布を使用して、パイプの差し込み口の最後の 12 ～ 18 インチとソケット ベルの深さ全体から汚れ、砂、およびコーティングの損傷を取り除きます。
3. ガスケットをソケットに取り付けます。 ガスケットを「ハート型」（「弓形」とも呼ばれます）に折り、ソケットの溝に挿入します。均一に固定されるまで溝にしっかりと押し込みます。どの部分も不均等に突き出てはいけません。
4. パイプに挿入深さをマークします。 メーカーの挿入深さ表を使用して、パイプの差し込み口に印を付けて、最小限必要な貫通度を示します。 6 インチのパイプの場合、これは通常 3.5～4.0インチ ; 12 インチパイプの場合、約 5.5インチ .
5. ガスケットとパイプエンドに注油します。 承認されたガスケット潤滑剤を、取り付けられたガスケットの内側とパイプの差し込み口に挿入マークまで均一に塗布します。石油系グリースやモーターオイルは使用しないでください。
6. パイプを位置合わせして押し戻します。 ソケットの開口部の中央に栓を押し込み、まっすぐ押し込みます。最大 4 インチのパイプの場合は、通常は手動の力で十分です。 6インチ以上の場合は、ベルのひび割れを防ぐために、木製の裏板に対してカムアロングまたはパイプ押しバーを使用してください。ソケットに挿入跡が消えるまで押し込みます。
7. ジョイントを確認します。 隙間ゲージまたは薄い金属ストリップをガスケットの周囲に挿入して、ガスケットが均一に装着され、ジョイント内で転がったりずれたりしていないことを確認します。

プッシュオンジョイントにより、 角度偏向 3°～5° パイプの直径とメーカーの仕様に応じて、接合部に応力を引き起こすことなくわずかな溝の沈下に対応します。

メカニカルジョイント（MJ）継手の取り付け方法

メカニカル ジョイントは、フォロワー グランド、ゴム製ガスケット、および T ヘッド ボルトを使用して、パイプとフィッティング ベルの間のガスケットを圧縮します。これは、分解が必要となる可能性のあるバルブ、消火栓、継手の標準的な接続方法です。

1. グランドとガスケットをパイプにスライドさせます。 継手の位置を決める前に、従動グランド (継手に面するリップ) をスライドさせ、次にガスケット (継手に面するテーパー) をパイプのスピゴット端にスライドさせます。
2. すべての合わせ面をきれいにします。 パイプの差し込み口、継手のベルソケット、ガスケットの接触面を清掃します。ワイヤーブラシを使用して錆、スケール、油、ゴミをすべて取り除きます。
3. ガスケットに注油します。 承認された潤滑剤をガスケットの外側とベルソケットの内側に薄く均一に塗布します。潤滑剤により、組み立て中のガスケットの破れが防止され、均一な装着が保証されます。
4. パイプをフィッティングベルに挿入します。 ソケット内のストップリングに接触するまで、パイプの差し込み口をフィッティングベルに完全に押し込みます。パイプは完全に底に突き当たる必要があります。部分的に挿入すると、ガスケットが非対称に圧縮されます。
5. ガスケットをベルの凹部に取り付けます。 ガスケットをベルまでスライドさせ、ベルの凹部に均等に押し込みます。ガスケットのテーパー面がベルの方向を向くようにします。ガスケットがパイプの全周に均一に配置されていることを確認します。
6. グランドを配置し、T ボルトを取り付けます。 フォロアグランドをガスケット面までスライドさせます。 T ボルトをグランド ボルト穴に挿入し、フィッティングの対応するボルト穴と位置を合わせます。レンチを使用する前に、すべてのナットを手で均等に締めてください。
7. ボルトを十字に締めます。 トルク レンチを使用して、ナットを交差 (星型) の順序で締めて、ガスケットが均等に圧縮されるようにします。作る 3 つのプログレッシブ パス : 最初は指で締め、次に目標トルクの 50% に、次に最大トルクにします。
8. 最終的なトルク仕様を達成します。 AWWA C111 によると、標準 MJ ボルトのトルク値は次のとおりです。 5/8 インチボルトの場合は 75 ～ 90 フィートポンド そして 3/4 インチ ボルトの場合は 100 ～ 120 フィートポンド 。最大トルクを超えないようにしてください。締めすぎるとガスケットが損傷し、グランドが変形します。

パイプサイズ別MJボルトトルク目安

フランジ付きダクタイル鋳鉄継手の取り付け方法

フランジ ジョイントは、通常、定期的なメンテナンスが必要な地上または保管庫内で使用されるボルト接続です。これらは剛体ジョイントであり、角のたわみは許可されません。

1. フランジ面を検査します。 両方の嵌合フランジは平らで清潔で、孔食や盛り上がったバリがない必要があります。たとえ小さな表面欠陥であっても、ガスケットの完全なシールは妨げられます。
2. 正しいガスケットを選択してください。 平面フランジには全面ゴムガスケットをご使用ください。平面フランジにはリングガスケットが使用されます。ガスケットの材質は通常、SBR、EPDM、またはネオプレンで、流体媒体と温度に基づいて選択されます。
3. フランジを合わせてガスケットを挿入します。 両方のフランジのボルト穴の位置を合わせ、ガスケットを 2 つの面の中心に置きます。 1 つまたは 2 つのボルトを緩く挿入して、ガスケットの位置決め中に位置合わせを保持します。
4. すべてのボルトを手で締めて取り付けます。 トルクを加える前に、すべてのボルトを挿入し、すべてのナットを手で締めて、フランジをガスケットに均一に接触させます。
5. 星型のパターンで最大トルクまで締め付けます。 MJ ジョイントと同じクロスパターンシーケンスを使用して、少なくとも 3 パスで締め付けます。 6 インチダクタイル鋳鉄の ANSI クラス 150 フランジの場合、標準的なボルト トルクは次のとおりです。 5/8 インチボルトの場合は 60 ～ 80 フィートポンド ;最終的な値はガスケットの材質と厚さによって異なるため、ガスケットのメーカーにお問い合わせください。
6. 最終チェックパスを実行します。 目標トルクに達したら、ガスケットの弛み (クリープ) を補うためにさらに 1 周締め込みます。これにより、通常、組み立て後最初の 1 時間以内に有効ボルト荷重が 10 ～ 15% 減少します。

推力制御用拘束ジョイント金具の取り付け

曲がり、ティー、レデューサー、行き止まりでは、不均衡な油圧推力により継手がパイプラインから押し出される可能性があります。拘束ジョイントはパイプと継手を機械的にロックしてこれらの力に抵抗し、コンクリート スラスト ブロックの必要性を排除または削減します。

一般的な拘束ジョイント システムには次のものがあります。 TR FLEX (米国パイプ)、Lok-Ring (米国鋳鉄パイプ)、および MEGALUG メカニカル ジョイント拘束装置 。それぞれは異なるロック機構を使用しますが、取り付け原理は同じです。

1. 組み立て前に、拘束装置 (ロック セグメント付きグランドまたは MEGALUG 本体) をパイプの差し込み口に取り付けます。コンポーネントの取り付け順序は重要であり、製品によって異なります。
2. 上記の標準手順に従って、基礎となるプッシュオンまたは MJ ジョイントを組み立てます。
3. 拘束機構を作動させます。MEGALUG タイプのデバイスの場合は、止めネジを指定されたトルク (通常は 3/4 インチ止めネジの場合は 100 フィートポンド ) トルク レンチを使用して、鋸歯状のウェッジ セグメントをパイプ壁に打ち込みます。
4. パイプを手で引き戻してみて、係合していることを確認します。拘束が適切に作動すると、動きはなくなります。

必要な拘束長さは、必ずパイプ メーカーの推力拘束設計ソフトウェアまたはテーブルを使用して計算してください。たとえば、 200 psi で 8 インチパイプを 90° 曲げ 中密度の土壌では抑制が必要な場合があります 各脚に 40 ～ 60 フィートのパイプ .

トレンチの準備とパイプ敷設の要件

継手の正しい取り付けは、適切なトレンチの状態にも依存します。完璧に組み立てられたジョイントであっても、ベディングが不十分な場合は不同沈下により破損します。

• トレンチ幅: 両側のハンチング材を適切に圧縮できるように、パイプの外径より少なくとも 18 インチ幅が必要です。
• 寝具の素材: AWWA C600 は、最大粒子サイズが 3/4インチ 24インチまでのパイプ用。大きな石、凍った物質、または有機質の土壌を床材として使用しないでください。
• ベルホール: ベルではなくパイプバレルがベッドに当たるように、各ジョイント位置にベルの穴を掘ります。ベルは自由に浮いている必要があります。ベルに直接荷重がかかると応力が集中します。
• 圧縮: ハンチの材料は次のように圧縮する必要があります 85 ～ 90% の標準プロクター密度 6 インチ以下のリフトではハンドタンパーまたは機械式プレートコンパクターを使用します。
• カバーの深さ: ダクタイル鉄製給水本管の最小カバーは通常、 36インチ 地域の条例と AWWA M41 ガイドラインに従って、凍りやすい土壌では、温暖な気候では 30 インチまで。

継手設置後の耐圧試験

新しいダクタイル鉄管の設置はすべて、埋め戻しまたは試運転の前に静水圧試験を行う必要があります。 AWWA C600 は標準テスト手順を指定します。

• テスト圧力: 通常、 システム作動圧力の 1.5 倍 ただし、150 psi 以上、テストセクションの最低定格コンポーネントの圧力定格以下です。
• 期間: テスト圧力を最小限に維持します。 2時間 圧力降下を監視しながら。
• 許容漏れ： AWWA C600 は、次の式を使用して最大許容漏れを計算します: L = (S × D × √P) / 148,000。ここで、L は 1 時間あたりの漏れ、S はフィートでテストされるパイプの長さ、D はインチで表​​される公称パイプ直径、P は psi で表される平均テスト圧力です。
• テスト中に露出したすべての接合部を目視検査します。接合部に目に見える滴りがある場合は、ガスケットの取り付けが不適切であるか、ボルトのトルクが不十分であることを示します。接合部を作り直す前に、減圧して分解してください。

よくあるインストールの間違いとその回避方法

使用中のダクタイル鋳鉄継手の故障の大部分は、少数の取り付けミスに遡ります。これらを認識しておけば、費用のかかる修復を防ぐことができます。

埋設継手の防食

ダクタイル鋳鉄継手は、攻撃的な土壌、特に低抵抗率 (<1,500 ohm-cm)、高水分、迷走電流のある土壌では外部腐食を受けやすくなります。次の 2 つの標準的な保護方法が使用されます。

ポリエチレンのケース

金具を巻き付ける 8ミルのルースポリエチレンフィルム (AWWA C105 による) は、最もコスト効率が高く、広く使用されている腐食防止方法です。このフィルムは、シュリンクラップではなく緩めに貼付されているため、パイプの表面に水分が閉じ込められ、土壌に直接接触する場合と比べて腐食性の低い微環境が形成されます。すべての縫い目を最小限に重ねます。 12インチ そして耐食性テープでシールします。

陰極防食

腐食性の高い土壌（抵抗率 <500 ohm-cm）では、亜鉛リボン陽極または印加電流システムを使用した追加の陰極防食が指定されています。亜鉛リボン陽極システムはパイプに沿って設置され、テストワイヤで接続口に接続され、導電性材料で埋め戻されます。システムは、 -850 mV 以上の負のパイプから土壌までの電位 (対 銅/硫酸銅参照電極) NACE SP0169 に準拠。