プロセス スキッド 模型のプロセスユニット オープン・フレーム/コンテナ化 設備の統合 ポンプ/容器/圧縮機/熱交換機/機器

プロセススキッド（スキッド搭載機器またはモジュールユニット）は、プロセス機器、配管、バルブ、計装、制御システムを共通の構造用鋼製ベースフレーム上またはコンテナ化された筐体内に搭載した統合アセンブリです。スキッドは、製造業者の施設で出荷前に完全にプレハブ、組み立て、テストされた、機能的に完全な自己完結型ユニットとして設計されています。

スキッド搭載構造により、産業プロセスのモジュール化が可能になり、現場での設置作業はスキッドの配置、基礎への固定、ユーティリティおよびプロセスインターフェースの接続にまで削減されます。この製品は、ASME Section VIII Division 1、GB/T 25198、PED 97/23/EC、またはCE/CPRの要件に従って設計・製造され、材料選定と溶接は適用される圧力機器指令に従います。

• 構造: 構造用鋼製チャンネルまたはIビームベースフレーム（オープン構造）
• 機器: フレームに直接搭載。配管および計装は露出
• 用途: 屋内設置、中程度の環境、視覚検査とメンテナンスアクセスが必要な場所
• 利点: 軽量、メンテナンスアクセスが容易、低コスト
• 制限: 天候や腐食性雰囲気からの保護が少ない。屋外サービスでは追加のシェルターが必要

• 構造: 輸送コンテナまたはカスタム筐体内に収容された機器
• 機器: アクセスドアと換気付きで完全に密閉
• 用途: 屋外設置、過酷な環境（オフショア、砂漠、北極）、迅速な展開
• 利点: 天候保護、温度制御、破壊行為防止、輸送準備完了
• 制限: 高コスト、メンテナンスアクセスが限定的、重量増加

ベースフレーム材質

• 炭素鋼: A572 Gr.50 または同等品 – 標準構造フレーム
• ステンレス鋼: 304L / 316L – 腐食性環境または食品グレードサービス用
• アルミニウム: 5シリーズまたは6シリーズ – 軽量化用（例: 移動式燃料補給スキッド）

フレーム寸法（代表例）

モジュール化設計の実践に基づき、スキッドレイアウトは以下の原則に従います:

• 垂直配置: 背の高い機器はスキッド中央に配置。背の低い機器とバルブはメンテナンスアクセス用に周囲に配置
• 重量配分: 重い機器は構造サポート上に配置。重心はスキッドフットプリントの1/3以内
• メンテナンスアクセス: 最低通路幅 ≥ 900mm。頭上クリアランス ≥ 2,150mm
• 配管ルーティング: プロセス配管はコンパクト化のため最小限に。スキッド境界でのフランジ接続により現場での接続
• 計装アクセス: 送信機と制御バルブは通路またはプラットフォームからアクセス可能

配管材質

配管継手とフランジ

• 継手: シームレス（GB/T 12459 または ASME B16.9 準拠）
• フランジ: ウェルドネックまたはスリップオン（ASME B16.5 / HG/T 20615 準拠、クラス150 – 2500）
• フランジシール面: 突合せ面（RF） – 標準。高圧または水素サービス用はRTJ
• ガスケット: スパイラルワインド（SS + グラファイト、内外輪付き）。計装用はPTFE
• ボルト: スタッドボルト（HG/T 20634 準拠）。材質 35CrMo、ナット 30CrMo、亜鉛メッキ

溶接と検査

• 配管溶接: GTAW（ルートパス）+ SMAW または SAW（充填）– ASME Section IX 準拠
• 溶接検査:
  • 全突合せ溶接: 100% RT（X線）（JB/T 4730 / ASME V 準拠 – グレードII合格）
  • 隅肉溶接: 100% MT または PT – グレードI合格
• 溶接後処理: ステンレス鋼は酸洗いと不動態化。炭素鋼厚さ38mm超はPWHT（UCS-56 準拠）

プロセススキッドは以下の機器を統合できます（選択はプロセス機能に基づく）:

• ポンプ: 遠心式（ANSI / API 610）または容積式（ギア、ダイヤフラム、ペリスタルティック）
• コンプレッサー:レシプロ、スクリュー、または遠心式（API 618 / 619）
• 駆動機: 電動モーター（TEFC、防爆仕様（NEC / ATEX 準拠））、ディーゼルエンジン、または空気圧式
• 可変周波数ドライブ（VFD）による速度制御

• 圧力容器: 分離器、フィルター、合体器、サージドラム（ASME VIII-1 準拠）
• 熱交換器: シェル＆チューブ、プレート式、またはフィンチューブ式（TEMA 準拠）
• 貯蔵タンク: 常圧または加圧（垂直/水平）
• 配管マニホールド: ブロックバルブと逆止弁付き吸込および吐出ヘッダー

• 流量計: コリオリ式、超音波式、電磁式、タービン式
• 圧力送信機（PT）および温度送信機（TT）
• レベル送信機（LT）およびレベルスイッチ（LS）（容器上）
• 制御バルブ（CV）（空気圧式または電動アクチュエータ付き）
• 安全計装: 安全弁（PRV）、緊急遮断（ESD）
• プログラマブルロジックコントローラ（PLC）または分散制御システム（DCS）インターフェース
• 制御盤: 防爆筐体（NEMA 4X / IP65）

• 遮断弁: ボールバルブ（フルポート）およびゲートバルブ
• 逆止弁: スイング式またはスプリング式 – 逆流防止
• 計装用遮断弁: ニードルバルブ（316SS）（圧力/温度タップ接続用）
• ドレンおよびベント: ボールバルブ + ニードルバルブの組み合わせによる安全なベント

1. 構造フレーム製作: 構造用鋼からベースフレームを溶接。機器取り付け用および吊り上げラグ用の穴あけ
2. 機器配置: 主要機器（容器、ポンプ、コンプレッサー）を配置し、フレームにボルト締め/溶接
3. 配管設置: 等角投影図に従ってプロセス配管およびユーティリティ配管を設置。スキッド境界でのフランジ接続
4. 計装設置: 送信機、制御バルブ、センサーを取り付け。チューブおよび配線を通線
5. 電気設備設置: モーター、VFD、制御盤、ジャンクションボックスを配線。コンジットまたはケーブルトレイ内の配線
6. 断熱材とクラッド: 熱い/冷たい配管に断熱材を適用。アルミニウムクラッドまたはジャケット
7. 表面処理: 砂吹き（Sa2.5グレード）（GB/T 8923 準拠）。プライマー（亜鉛リッチエポキシ）、中間塗料、ポリウレタン仕上げ塗料。最小乾膜厚 ≥ 250μm（炭素鋼構造用）
8. 試験と試運転前点検: 水圧試験、空気圧漏洩試験、計装ループチェック、機能試験

スキッド製造の実践に基づき、FATは出荷前に製造業者の施設で実施されます:

スキッドの寸法と重量は、輸送および吊り上げ機器の能力によって制約されます:

• 道路輸送: 幅 ≤ 4.5m。高さ ≤ 4.0m（標準）。長さ ≤ 12.0m（標準）
• 輸送コンテナ: コンテナ化スキッド用（20フィート（6.1m）または40フィート（12.2m））
• 吊り上げ: スキッド質量 ≤ 30,000kg（単一クレーン吊り上げ用）。より重いユニットはモジュールに分割
• 吊り上げラグ: ASME BTH-1 準拠設計。スキッド重量の2倍の定格
• 輸送固定具: 輸送フレームにスキッドをクランプまたはボルトで固定。計装はカバーで保護

現場到着後、以下の設置手順が必要です:

1. 基礎準備: アンカーボルト付き鉄筋コンクリート基礎。平坦度 ≤ 1mm/m
2. スキッド配置: クレーンで基礎に吊り上げ。アンカーボルトテンプレートに合わせる
3. レベリング: シムプレートを使用してレベリングを達成。レベリング ≤ 1mm/m（長手方向）および ≤ 1.5mm/m（横方向）
4. 固定: 基礎ボルトを指定トルクで締め付け
5. 現場接続: フランジ付き配管を接続ラインに接続（フランジなしの場合は現場溶接）
6. 電気接続: 電源およびDCS/PLC通信ケーブルを接続
7. 最終試運転: サイト受入試験（SAT）– 現場でプロセス流体を使用してFATを繰り返す

• サービス: 圧縮または計量前の天然ガスから液体と粒子を除去
• コンポーネント: フィルター合体器（ガス/液体分離）、ヒーター（露点制御）、圧力調整器、計装
• 設計条件: 運転圧力 0.6 – 3.5 MPa。運転温度 -19℃～+60℃
• 配管材質: 炭素鋼 20#。計装チューブ用はSS 304
• 特殊機能: 圧力調整器の凍結防止のための電気ヒートトレース

• サービス: 腐食抑制剤、スケール防止剤、またはハイドレート抑制剤の計量注入
• コンポーネント: 6基の1,000ガロン貯蔵タンク（316SS、傾斜底）; 6基の計量ポンプ（Waukeshaまたは同等品）; 流量計、逆止弁; 空気圧制御システム
• 寸法: 7,400 × 1,250 × 3,500 mm。重量約10,000 kg（空時）
• フレーム材質: A572 GR50角パイプ、漏洩防止パン付き
• 塗装システム: 砂吹き、亜鉛プライマー、ポリウレタン仕上げ

• サービス: 冷水循環または冷却水分配
• コンポーネント: エンドサクションポンプ（2～5台; 10～200 kW）、吸込ディフューザー、トリプルデューティーバルブ、共通吐出/吸込ヘッダー、ポンプコントローラー
• 運転範囲: システムヘッド 3～6 bar。流量最大380 lps
• ヘッダーサイズ: 150～450mm。スキッド長 2.1～4.9m（ポンプ台数による）
• オプションコンポーネント: VFD、プレート式熱交換器、膨張タンク、ケミカルポットフィーダー

• サービス: CO₂テールガスを回収。フットプリントと建設コストを削減
• 統合: 垂直オイルセパレーター、水冷式シェル＆チューブ熱交換器（積層配置）
• 配管材質: S30408（低温）、炭素鋼 20#（常温/高温サービス）
• 従来の建設と比較した性能比較:
  • 総投資額を72.0%削減（3,500万円から980万円へ）
  • 土木費用を74.0%削減
  • 建設面積を75.2%削減（1,700m²から422m²へ）
  • 建設期間を50.0%削減（6ヶ月から3ヶ月へ）
  • 生産能力と製品品質は変更なし

• 材料試験証明書（EN 10204 3.1 または 3.2）– 構造用鋼、配管、容器、継手、フランジ、計装
• 圧力容器設計報告書およびASME Uスタンプデータレポート（該当する場合）
• 配管等角投影図および溶接マップ
• P&ID（配管計装図）– As-built
• 電気回路図および配線経路図
• 水圧試験報告書（圧力と時間の記録付き）
• 空気圧漏洩試験報告書
• NDEレポート（RT、PT、MT、UT）– JB/T 4730 または ASME V 準拠
• 計装校正証明書（トレーサビリティ付き）
• 安全弁設定圧力証明書および校正レポート
• 塗装検査レポート（乾膜厚、付着試験）
• 工場受入試験（FAT）手順および結果
• 操作・保守マニュアル（潤滑スケジュール、起動/停止手順を含む）
• 梱包リストおよび出荷寸法
• 吊り上げ手順および重心レポート

1. プロセス機能 – ポンプ/圧縮/注入/分離/計量/処理/熱伝達
2. プロセス流体 – 名称、組成、密度、粘度、腐食性、不純物
3. 流量または容量 – 設計運転範囲（最小、通常、最大）
4. 運転圧力 – 入口と出口
5. 運転温度 – 入口と出口
6. 設計圧力と温度 – ASME/GBコード準拠
7. 材質選定 – 炭素鋼 / 304L / 316L / 二相鋼 / 合金（流体の腐食性および温度に基づく）
8. 機器タイプ – ポンプ（遠心式/容積式）/ コンプレッサー（レシプロ/スクリュー/遠心式）/ 容器（垂直/水平）
9. 制御要件 – 手動 / ローカルPLC / DCSインターフェース（プロトコル: Modbus / Profibus / HART）
10. 電気分類 – 防爆（NEC Class 1 Div 1/2 または ATEX Zone 1/2）/ 非危険場所
11. 環境条件 – 屋内 / 屋外 / オフショア / 砂漠 / 北極（筐体および加熱/冷却に影響）
12. 輸送制限 – 道路/船舶輸送の最大寸法と重量
13. コードと規格 – ASME VIII-1 / GB/T 25198 / PED / CE/CPR / GOST / DOSH
14. スキッドタイプ – オープンフレーム / コンテナ化
15. 特殊機能 – ヒートトレース、断熱材、化学注入、サンプリングポート

プロセススキッドは以下の制限事項に従います:

• データシートに指定された設計圧力と温度のみ定格。これらの制限を超える運転は設計を無効にします
• サイト設置後の配管または機器の現場改造は、元のコードに従って再定格と再試験が必要です
• スキッドは、十分な支持力（通常 ≥ 100 kN/m²）を持つレベルな基礎に設置する必要があります。不均一な設置は、回転機器の misalignment およびシール/シャフトの故障を引き起こします
• レイアウトの頻繁な変更が必要なプロセスには不向き – スキッド配管の改造は、既存のフレームと機器の配置によって制限されます
• 侵食性の高いサービス（重量比で固形分 > 2%）には、侵食防止ライニングまたはレジューサーなしでは適しません
• スキッドの性能は、FATで指定されたプロセス条件でのみ検証されます。流体組成または流量の変化は、ポンプ/コンプレッサー曲線および制御チューニングに影響を与える可能性があります