5kフランジ規格JIS基準寸法表と材質選定完全ガイド

5kフランジ規格の基本知識

5kフランジJIS規格の概要と適用範囲

5kフランジは、JIS B 2220-2012「鋼製管フランジ」に規定されている低圧用フランジの代表格です。この規格は、蒸気、空気、ガス、水、油などの一般配管において、呼び圧力5K（約0.5MPa）までの流体を扱う配管システムで使用されています。

 

呼び圧力の「K」は、流体の温度と圧力の関係を示す記号で、5Kは目安として0.5MPaまでの圧力に対応可能です。ただし、実際の最高使用圧力は流体の温度条件によって変動するため、正確な値はP-T（圧力-温度）レーティング表を参照する必要があります。

 

• 適用配管：一般配管、圧力配管
• 適用流体：蒸気、空気、ガス、水、油
• 呼び径範囲：10A～1500A
• 圧力範囲：最大0.5MPa（温度条件により変動）
• 関連規格：JIS B 2220-2012、JIS B 2238-1996

5kフランジは、化学プラント、上下水道設備、ビル設備、一般工場配管など幅広い分野で採用されており、特に低圧・中温の配管システムでは最も一般的な選択肢となっています。

 

JIS規格では、5K以外にも10K、16K、20K、30K、40K、63Kまでの呼び圧力が規定されており、数字が大きくなるほど高圧に対応できる設計となっています。化学プラントでは10Kが最も多用されますが、5Kは住宅設備や軽工業分野での使用頻度が高い規格です。

 

5kフランジ寸法表と基本仕様詳細解説

5kフランジの寸法は、JIS B 2220-2012とJIS B 2239-2013によって厳密に規定されています。基本的な寸法要素として、フランジ外径（D）、フランジ厚さ（t）、ボルト穴中心円径（C）、ボルト穴径（h）、ボルト数、ねじの呼びなどが定められています。

 

呼び径10Aの場合。

• フランジ外径：75mm
• フランジ厚さ：9mm（ねずみ鋳鉄以外）、12mm（ねずみ鋳鉄）
• ボルト穴中心円径：55mm
• ボルト穴数：4個
• ボルト径：M10

呼び径が大きくなるにつれて、すべての寸法が段階的に増加します。例えば、呼び径500Aでは、フランジ外径655mm、厚さ24mm、ボルト穴数20個、ボルト径M22となります。

 

ガスケット座面の仕様も重要な要素です。5kフランジでは、座面径（g）と座面厚み（f）が規定されており、これらの寸法はガスケットの選定と密封性能に直接影響します。座面形状には、FF（フラットフェース）とRF（レイズドフェース）の2種類があり、用途に応じて選択されます。

 

重量についても規格表に記載されており、材料費算出や運搬計画、施工計画の策定時に重要な情報となります。呼び径10Aで約0.26kg、呼び径100Aで約2.5kg程度の重量となります。

 

5kフランジ材質選定と圧力温度基準の実務

5kフランジの材質選定は、使用環境と流体条件を総合的に考慮して行う必要があります。JIS規格では、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼などの材質が規定されており、それぞれ異なる特性を持っています。

 

炭素鋼（SS材）は最も一般的な材質で、コストパフォーマンスに優れ、水や空気などの腐食性が低い流体に適用されます。一方、ステンレス鋼（SUS材）は耐食性に優れ、食品工業や化学工業での使用に適しています。

 

圧力-温度基準（P-Tレーティング）では、流体温度と最高使用圧力の関係が詳細に規定されています。例えば、炭素鋼製5kフランジの場合。

• 常温（20℃）：0.5MPa
• 100℃：0.45MPa程度
• 200℃：0.35MPa程度

  （※実際の値は規格表を参照）

この温度依存性は、金属材料の強度が温度上昇とともに低下することに起因しており、設計時には必ず考慮すべき要素です。

 

また、耐震性や振動対策も重要な選定要因です。配管系統の振動が予想される場合は、ボルトの締付けトルク管理や定期点検の頻度を調整する必要があります。特に、ポンプ近辺や回転機械周辺では、振動による緩みを防止するため、スプリングワッシャーやロックナットの使用が推奨されます。

 

5kフランジ施工現場での注意点とトラブル対策

5kフランジの施工において、最も重要なのは適切なガスケット選定と取付け手順の遵守です。ガスケット材質は流体との適合性、温度範囲、圧力条件を満たすものを選択する必要があります。

 

一般的なガスケット材質と適用範囲。

• ゴム系：水、空気（-30℃～+80℃）
• 合成ゴム系：油類、化学薬品（-40℃～+150℃）
• 金属系：高温蒸気、腐食性流体（+200℃以上）

施工時の注意点として、ボルトの締付けは対角線順に段階的に行う必要があります。一気に規定トルクまで締めると、ガスケットの偏りや破損を引き起こす可能性があります。推奨締付け手順は、仮締め→1/3トルク→2/3トルク→規定トルクの4段階です。

 

現場でよく発生するトラブルとその対策。

• 漏れの発生：ガスケット材質の不適合や締付け不良が主因。再締付けまたはガスケット交換で対応
• ボルト破損：過締付けや材質不適合が原因。適切なトルク管理と材質選定が重要
• フランジ面の損傷：取扱い不注意や異物混入。面加工修正または交換が必要

定期点検では、締付けトルクの確認、ガスケットの劣化状況、フランジ面の腐食状況をチェックし、必要に応じて部品交換を実施します。特に屋外設置の場合は、紫外線や温度変化によるガスケットの劣化が早期に進行するため、点検頻度を高める必要があります。

 

5kフランジ規格の将来動向と技術革新

5kフランジ規格は、産業界のニーズ変化に対応して継続的に改訂されています。最新のJIS B 2220-2012では、従来規格から寸法精度の向上、材質の多様化、環境配慮型設計の導入などの改善が図られています。

 

近年の技術動向として注目されるのは、IoT対応型フランジの開発です。圧力センサーや温度センサーを内蔵し、リアルタイムで配管状態を監視できるスマートフランジが実用化されつつあります。これにより、予防保全の精度向上と設備稼働率の改善が期待されています。

 

また、環境負荷軽減の観点から、リサイクル性の高い材質や軽量化設計への取り組みも進んでいます。特に、建設業界でのカーボンニュートラル推進により、製造時のCO2排出量削減が求められており、新材質の開発や製造プロセスの見直しが活発化しています。

 

国際規格との整合性確保も重要な課題です。ANSI規格やISO規格との互換性向上により、グローバル調達の促進とコスト削減が期待されています。特に、アジア地域での製造業展開において、規格統一によるスケールメリットの享受が重要視されています。

 

デジタル化対応では、3D-CADデータの標準化やBIM（Building Information Modeling）対応が進んでおり、設計・調達・施工の各段階でのデジタル連携が強化されています。これにより、設計ミスの削減、調達期間の短縮、施工品質の向上が実現されつつあります。

 

今後の技術開発では、AI（人工知能）を活用した最適材質選定システムや、VR（仮想現実）技術を用いた施工教育システムの導入も検討されており、業界全体の技術力向上と効率化が期待されています。

 

JIS規格に準拠した5kフランジは、日本の製造業における配管システムの信頼性確保に重要な役割を果たしており、継続的な技術革新により、さらなる性能向上と利便性の改善が図られていくでしょう。

 

参考：JIS規格の詳細な寸法表と技術仕様について
https://www.ryutai.co.jp/shiryou/flange/jis/jis-flange-B2220-2012-01.htm
参考：フランジの基礎知識と選定方法について
https://plant-comics.net/kiso/k18/