ネジ継手とは
ネジ継手 (英: Threaded Joint, Screw Joint, Screwed Fitting) とは、ねじ込み継手とも呼ばれることも多く、管継手の一種です。
管継手は、JIS B0151 鉄鋼製管継手用語で「配管において、次の目的で管の接続などに用いる継手」に定義されています。
- 流体の方向転換
- 流体の分岐又は集合
- 管の接続
- 管径の異なるものとの接続
- 管の末端の閉鎖
- 計器、バルブなどの取付け
- 膨張、収縮などの吸収
- 管の回転又は屈曲
配管継手の接合方法は、ネジ (ねじ込み) 接続、溶接接続、フランジ接続、ヘルール接続の4種類がありま、ネジ継手は4種類の中でも容易に施工が可能です。
ネジ継手の使用用途
図1. ネジ継手の使用例
ネジ (ねじ込み) 接続は、特殊な機材や工具を使用せずに施工できる接合方法で、ネジ継手は比較的コストの安い管継手として、発電・化学プラントや工場・ビル設備、一般家庭など幅広い分野で使用されています。ネジ継手の使用目的は、配管施工時の管 (パイプ) 同士の接続・分岐・閉止のためです。
配管の経路はほとんどの場合一直線にはならず、上下、左右に曲がり勾配を設けたり、経路を2～4本に分岐させ、またその逆に集合させたりします。一般的に、ネジ継手は低圧流体用の配管で使用し、高温・高圧蒸気などの流体の場合は、漏洩による事故や損傷を回避するため、差し込み継手や溶接継手などを使用します。
参考として、JIS B2301ねじ込み式可鍛鋳鉄管継手では、下記のように最高使用圧力が規定されています。
| 流体の状態 | 最高使用圧力 |
| 120℃以下の静流水 | 2.5 MPa |
| 300℃以下の蒸気、空気、ガス及び油 | 1.0 MPa |
ネジ継手の原理
1. ねじの種類
ネジ継手は、片端または両端に管用 (くだよう) ねじの加工がされていて、下記のように各規格によってねじ形状が規定されています。
| 規格 | 規格番号 | 規格名称 |
| JIS | B0202 | 管用平行ねじ (G) |
| B0203 | 管用テーパねじ (R、Rc) | |
| ISO | 228-1 | Pipe threads where pressure-tight joints are not made on the threads – Part 1: Dimensions, tolerances and designation |
| 7.1 | Pipe threads where pressure-tight joints are made on the threads – Part 1: Dimensions, tolerances and designation | |
| ANSI/ASME | B1.20.1 | Pipe Threads, General Purpose, Inch NPS: American National Standard Straight Pipe Threads NPT: American National Standard Taper Pipe Threads |
2. 管用平行ねじとテーパねじ
図2. テーパねじの原理
管用平行ねじは、オス・メスともにねじ全長でねじ外径は同じです。管用テーパねじはオスねじは先端に向かって、メスねじは穴の奥行に向かって、ねじ外径が小さくなっています。
管用テーパねじは、ねじ部にはシールテープを巻いたり、シール材を塗布して、密閉性を高めて使用します。また、管用平行ねじは平行ねじ同士ではねじ部の密閉性が低いため、管と継手の接合にはあまり使用せず、座面のある機械と継手の接合で、間にガスケットを挟み込み接合します。
3. 管用ねじの組み合わせ
管用平行ねじと管用テーパねじは、用途や必要な密閉性に応じて、下記のような組み合わせで選定します。
| ねじの組み合わせ | おねじ | ||
| 管用テーパねじ (R) | 管用平行ねじ (G) | ||
| めねじ | 管用テーパねじ (Rc) | ◎ | ×2 |
| 管用平行ねじ (Rp) | ◎ | ×2 | |
| 管用平行ねじ (G) | ×1 | 〇1 | |
◎: 配管など耐密接合の目的でシールテープを巻き組み合わせが可能
〇1: 機械的接合の目的でパッキン、ガスケットを合わせて使用することで組み合わせが可能
×1: 平行ねじの破損、パッキンの損傷による漏洩の可能性があり組み合わせは不可
×2: ねじ製作公差によってはねじ込めないこともあり密閉性が得られなく組み合わせは不可
ネジ継手の種類
図3. ねじ込み継手の種類 (1)
図4. ねじ込み継手の種類 (2)
ネジ継手はその形状や目的により多くの種類があり、参考としてJIS B2301 ねじ込み式可鍛鋳鉄製管継手の種類を下表に示します。
| 種類 | 使用用途 | |
| エルボ | 90°エルボ | 90度または45°に配管経路を変える |
| 45°エルボ | ||
| 径違いエルボ | ||
| オスメスエルボ (ストリートエルボ) | ||
| 45°めすおすエルボ (45°ストリートエルボ) | ||
| 径違いめすおすエルボ (径違いストリートエルボ) | ||
| ティー(チーズ) | 同径ティー | 3方向に配管経路を分岐(または集合) |
| 径違いティー | ||
| 三方径違いティー | ||
| クロス | 同径クロス | 4方向に配管経路を分岐(または集合) |
| 径違いクロス | ||
| ソケット | 同径ソケット | オスねじのパイプ同士を接合 |
| 径違いソケット | ||
| メスオスソケット | ||
| ブッシング | メスねじのねじ込み継手と異径のパイプを接合 | |
| ニップル | 同径ニップル | メスねじのねじ込み継手同士を接合 |
| 径違いニップル | ||
| キャップ | オスねじのパイプを閉止する | |
| プラグ | メスねじのねじ込み継手を閉止 | |
| ユニオン | 同径ユニオン | メスねじのねじ込み継手同士を接合・分離 |
| メスオスユニオン | ||
| ユニオンエルボ | ||
| めすおすユニオンエルボ | ||
ネジ継手のその他情報
1. 規格
ネジ継手は、各規格で寸法・形状・材質・適用範囲などが規定されていて、代表的な規格は下記のとおりです。
- JIS B2301 ねじ込み式可鍛鋳鉄製管継手 Screwed type malleable cast iron pipe fittings
- JIS B2302 ねじ込み式鋼管製管継手 Screwed type steel pipe fittings
- JIS B2303 ねじ込み式排水管継手 Screwed drainage fittings
- JIS B2308 ステンレス鋼製ねじ込み式管継手 Stainless steel threaded fittings
- ISO 4144 Pipework – Stainless Steel Fittings Threaded in Accordance With ISO 7-1
- ASME/ANSI B16.1 Cast Iron Pipe Flanges and Flanged Fittings
- ASME/ANSI B16.3 Malleable Iron Threaded Fittings
- ASME/ANSI B16.4 Cast Iron Threaded Fittings
2. 材質と表面処理
ネジ継手のJIS規格における代表的な材質は、以下の通りです。
- JIS G3214 圧力容器用ステンレス鋼鍛鋼品Stainless steel forgings for pressure vessels
- JIS G3452 配管用炭素鋼管 Carbon steel pipes for ordinary piping
- JIS G3454 圧力配管用炭素鋼管 Carbon steel pipes for pressure service
- JIS G3459 配管用ステンレス鋼鋼管Stainless steel pipes
- JIS G4303 ステンレス鋼棒Stainless steel bars
- JIS G5121 ステンレス鋼鋳鋼品 Corrosion-resistant cast steels for general applications
- JIS G5501 ねずみ鋳鉄品 Grey iron castings
- JIS G5705 可鍛鋳鉄品 Malleable iron castings
炭素鋼や鋳鉄製の場合は、溶融亜鉛めっきの表面処理が施工されているものがあります。また、エポキシ樹脂を焼き付け塗装したエポキシコーティングがあり、管内外の防錆に効果を発揮し、水用配管や埋設配管などに使用されます。
3. 仕様・サイズの表示
JIS規格では、ネジ継手製品の仕様・サイズの表示は下記の通りです。
| 規格番号又は規格名称 | 形式 | 形状 | 表面状態 | 継手呼び | |
| 例1 | JIS B 2301 | I形 | 径違いめすおすエルボ | 黒 | 2×3/4 |
| 例2 | ねじ込み式可鍛鋳鉄製管継手 | I形 | 45°エルボ | めっき | 1-1/2 |
参考文献
https://www.monotaro.com/s/pages/productinfo/joint/
https://www.monotaro.com/s/pages/cocomite/504/