バルブボディとは何ですか?

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バルブは、パイプライン システム内の流れ方向、圧力、排出の可動部品を制御、変更、または停止するために使用されるデバイスの一種です。バルブ本体はバルブの主要部分です。圧力クラスに応じて、鋳造、鍛造などのさまざまな製造プロセスで製造されます。低圧のバルブ本体は通常鋳造され、中圧および高圧のバルブ本体は鍛造プロセスで製造されます。

バルブボディの材質
バルブ本体の一般的な材質は、鋳鉄、鍛鋼、炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金、銅、チタン、プラスチックなどです。

炭素鋼
石油・ガス業界では、バルブ本体に最も一般的に使用される材料は、ASTM A216（鋳造用）とASTM A105（鍛造用）です。低温サービスでは、鋳造用にはASTM A352 LCB/LCB、鍛造用にはASTM A350 LF2/LF3が使用されます。

ステンレス鋼
温度、圧力、腐食の増加に対する要件がさらに高くなると、ステンレス鋼の本体が必要になります。鋳造デバイスの場合は ASTM A351 CF8 (SS304) および CF8M (SS316)、鍛造タイプの場合はさまざまな ASTM A182 F304、F316、F321、F347 です。特定の用途では、バルブ本体に二相鋼やスーパー鋼 (F51、F53、F55)、ニッケル合金 (モネル、インコネル、インコロイ、ハステロイ) などの特殊な材料グレードが使用されます。

非鉄金属
より厳しい用途の場合、アルミニウム、銅、チタン合金などの非鉄材料または合金、およびその他のプラスチック、セラミック材料を組み合わせた合金をボディ製造に使用できます。

バルブ本体の端部接続
バルブ本体は、さまざまな方法で他の機械装置やパイプに接続できます。主な端部タイプは、フランジと突合せ溶接 (2 インチを超える装置の場合)、および小径装置の場合はソケット溶接またはねじ込み/ネジ込み (NPT または BSP) です。

フランジエンドバルブ
フランジ端は、バルブと配管や機器との接続に最も多く使用される接続形態で、フランジ、ガスケット、スタッドボルト、ナットをシール構造の集合体として取り外し可能な接続部です。

ASME B16.5仕様で示されているように、フランジ接続はさまざまな大口径バルブや公称圧力バルブに適用できますが、使用温度には一定の制限があり、高温条件ではフランジ接続ボルトがクリープ現象を起こしやすく、漏れの原因となるため、一般的に、フランジ接続は350℃以下の温度で使用することが推奨されます。

フランジ面は、隆起面 (RF)、平面面 (FF)、リングジョイント、タングアンドグルーブ、オスとメスの形にすることができ、利用可能なバリエーション (ストック、鋸歯状、または滑らか) のいずれかで仕上げることができます。

溶接エンドバルブ
バルブとパイプライン間の溶接接続には、高圧パイプラインに使用される突合せ溶接接続 (BW) とソケット溶接接続 (SW) があります (2 インチ未満の小さいサイズにはソケット溶接、大きい直径には突合せ溶接)。これらの溶接接続は、フランジ ジョイントよりも作業量が多くなるためコストがかかりますが、長期的には信頼性が高く、漏れが発生しにくくなります。

ソケット溶接 ASME B16.11 または突合せ溶接端 ASME B16.25 を備えたバルブは、接続パイプと溶接されます。突合せ溶接接続では、結合する 2 つの部品の斜め端を完全に溶接する必要がありますが、ソケット溶接接続は隅肉溶接によって行われます。

ねじ込みエンドバルブ
これはシンプルな接続で、低圧または 2 インチ未満の小型バルブによく使用されます。バルブは、BSP または NPT のテーパー スレッド エンドによってパイプに接続されます。ねじ接続は、パイプをバルブにねじ込むだけで、スタッド ボルトや溶接作業も不要で、フランジも必要ないため、安価で簡単に設置できます。

バルブ操作モードの選択

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操作モードに応じて、バルブは手動バルブとアクチュエータ駆動バルブに分けられます。バルブアクチュエータは、手動（ハンドホイール/スプリングレバー）、電気（ソレノイド/モーター）、空気圧（ダイヤフラム、シリンダー、ブレード、エアエンジン、フィルムとラチェットの組み合わせ）、油圧（油圧シリンダー/油圧モーター）、および組み合わせ（電気と油圧、空気圧と油圧）によって制御され、バルブに接続されて動作するデバイスです。

バルブ駆動装置は、動作モードによって直線ストロークと角度ストロークに分けられます。直線ストローク駆動装置は多回転駆動で、主に各種ゲートバルブ、グローブバルブ、スロットルバルブに適しています。角度ストローク駆動装置は、90°の角度のみを必要とする部分回転駆動装置です。主に各種ボールバルブとバタフライバルブに適用されます。バルブアクチュエータの選択は、バルブの種類、装置の動作仕様、ラインまたは装置上のバルブの位置に応じて、バルブアクチュエータの種類と性能を十分に理解した上で行う必要があります。

 

流体による自動作動バルブ

自動弁は安全弁、減圧弁、蒸気トラップ、逆止弁、自動調節弁など、外部からの力による駆動を必要とせず、媒体自体のエネルギーを利用して弁を開閉するものです。

 

ハンドホイールまたはレバーバルブ

手動操作バルブは、最も広く使用されているタイプのバルブで、ハンドホイール、ハンドル、レバー、チェーンホイールを備えた手動で駆動するバルブです。バルブの開閉トルクが大きい場合は、このホイールまたはウォームギア減速機をハンドホイールとバルブステムの間に設置できます。リモート操作が必要な場合は、ユニバーサルジョイントとドライブシャフトも使用できます。

手動操作バルブには通常、バルブのステムまたはヨーク ナットに取り付けられたハンドホイールが装備されており、これを時計回りまたは反時計回りに回転させてバルブを開閉します。グローブ バルブとゲート バルブは、この方法で開閉します。

手動の1/4回転バルブ、例えば ボールバルブプラグ バルブまたはバタフライ バルブでは、バルブを作動させるためにレバーが必要です。一方、ハンドホイールまたはレバーで手動でバルブを作動させることが不可能または望ましくないアプリケーションもあります。このような状況では、アクチュエータが必要になる場合があります。

 

アクチュエータで駆動するバルブ

アクチュエータは、特定の電源を利用し、特定の制御信号で動作して、直線または回転運動を提供する駆動装置です。基本的なアクチュエータは、バルブを完全に開いたり閉じたりするために使用されます。バルブを制御または調整するためのアクチュエータには、任意の中間位置に移動するための位置決め信号が与えられます。アクチュエータにはさまざまな種類がありますが、一般的に使用されるバルブアクチュエータを以下に示します。

  • ギアアクチュエータ
  • 電動モーターアクチュエータ
  • 空気圧アクチュエータ
  • 油圧アクチュエータ
  • ソレノイドアクチュエータ

大型バルブは高静水圧に抗して操作する必要があり、遠隔地から操作する必要があります。バルブの開閉、スロットル、または手動制御の時間が、システム設計基準で要求される時間よりも長い場合。これらのバルブには通常、アクチュエータが装備されています。

 

一般的に、アクチュエータの選択は、バルブの種類、動作間隔、トルク、スイッチ制御、連続制御、外部電源の可用性、経済性、メンテナンスなど、それぞれの状況に依存するいくつかの要因に依存します。

工業用バルブの漏れ率基準

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バルブは石油化学産業のパイプラインシステムにおける主な漏れ源の 1 つであるため、バルブの漏れは非常に重要です。バルブの漏れ率は実際にはバルブの密閉レベルであり、バルブの密閉性能は、媒体の漏れを防ぐバルブの密閉部品の能力を指します。

バルブの主なシール部品には、開閉部品とシートの接触面、パッキンとステムおよびパッキンボックスの嵌合、バルブ本体とボンネットの接続などがあります。前者は内部漏れに属し、バルブの媒体遮断能力と機器の正常な動作に直接影響します。最後の2つは外部漏れ、つまり内部バルブからの媒体漏れです。外部漏れによって引き起こされる損失と環境汚染は、内部漏れによって引き起こされる損失と環境汚染よりも深刻であることがよくあります。特に高温高圧条件、可燃性、爆発性、有毒または腐食性の媒体の場合、バルブの漏れは許されないため、バルブは漏れに対する使用条件の要件を満たす信頼性の高いシール性能を提供する必要があります。現在、世界で一般的に使用されているバルブシール分類基準は5種類あります。

 

5208 規格

国際標準化機構 ISO 5208 は、工業用金属バルブの圧力境界の完全性を確立し、バルブの閉鎖の密閉度と閉鎖機構の構造的妥当性を検証するために、バルブ製造業者が実行する必要がある検査とテストを規定しています。

ISO 5208 には、A、AA、A、B、C、CC、D、E、EE、F、G の 10 種類の漏れ率が規定されており、A 率が最高等級です。API 598 の漏れ率許容値と、DN 50 に適用される漏れ値率 A、金属シート以外のチェックバルブの率 CC-液体、およびチェックバルブの率 EE-ガス、および率 G-液体の間には、緩く定義された対応関係があります。率 A、B、C、D、F、および G は、EN 12266-1 の値に対応します。

598 の

アメリカ石油協会規格 API 598 は、アメリカ規格バルブで最も一般的に使用されているテスト規格です。次の API 規格バルブ シーリング性能テストに適用されます。

API 594 フランジ、ラグ、ウェーハ、突合せ溶接接続チェックバルブ

API 599 フランジ、ねじ、突合せ溶接金属プラグバルブ

API 602 石油・天然ガス産業向け DN 00 以下の鋼製ゲートバルブおよびチェックバルブ

API 603 フランジおよび突合せ溶接耐腐食性ボルトカバーゲートバルブ

API 608 フランジ、ねじ、突合せ溶接金属ボールバルブ

API 609 ダブルフランジ、ラグ、ウェーハバタフライバルブ

MSS SP61

米国バルブおよび継手製造業者標準化協会 MSS SP61 金属バルブの圧力テストでは、許容漏れ要件が次のように規定されています。

（１）バルブシールシートのシール面の１つがプラスチックまたはゴムでできている場合には、シール試験の期間中に漏れが観察されてはならない。

（２）閉止時の各側における最大許容漏れ量は、液体は公称サイズ（DN）0/mm、0/時.4ml、ガスは公称サイズ（DN）1/mm、120ml/時とする。

（３）チェックバルブにより許容される漏れ量は４倍に増加する。

MS SSP 61 は、「完全に開いた」および「完全に閉じた」スチール バルブの検査によく使用されますが、コントロール バルブには使用されないことに注意してください。MSS SP61 は通常、米国規格のバルブのテストには使用されません。

ANSI／FCI 70-2

制御弁シールのグレード要件には、米国国家規格/米国計器協会規格ANSI/FCI 70-2(ASME B16).104)が適用されます。エンジニアリング設計では、媒体の特性と弁の開放頻度に応じて、金属弾性シールまたは金属シールを選択する必要があります。 金属シートバルブ シールの等級は注文契約書に明記する必要があり、要求レベルが低い場合は I、Ⅱ、Ⅲ の料金があまり使用されず、一般的には少なくとも Ⅳ を選択し、要求レベルが高い場合は V または Ⅵ を選択します。

EN 12266—1

EN 12266-1、工業用バルブのテスト、パート 1 では、圧力テスト、テスト方法、および承認基準 (必須要件) を規定しています。EN 12266-1 は、シール分類に関する ISO 5208 の要件を満たしていますが、AA、CC、EE の評価がありません。ISO 5208 の新版では、AA、CC、E、EE、F、G の 6 つのレベルが追加され、API 598 および EN 12266 のいくつかのシール レベルとの比較が示されています。

 

エンジニアリング設計では、API 600-2001（ISO 10434–1998）では、バルブのシール性能はISO 5208に従ってテストされることが規定されていますが、表17と18の漏れはISO 5208ではなくAPI 598–1996に相当していることに注意する必要があります。したがって、API 600とそのシール性能テストAPI 598標準をエンジニアリング設計に選択する場合は、標準の内容の統一性を確保するために、標準のバージョンを明確にする必要があります。

バルブの漏れに関する API 6D(ISO 14313) の関連ガイドラインは次のとおりです。「ソフトシートバルブおよびオイルシールプラグバルブは ISO 5208 A (目に見える漏れなし) を超えてはならず、メタルシートバルブは別途指定がない限り ISO 5208(1993) D を超えてはなりません。」規格の注記:「特殊な用途では ISO 5208(1993) クラス D 未満の漏れが必要になる場合があります。したがって、規格よりも高い漏れ要件は注文契約で指定する必要があります。」

 

フルポートボールバルブ VS リデュースポートボールバルブ

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ご存知のとおり、ボールバルブは流路の形状に応じてフルポートボールバルブと縮小ボールバルブに分けられます。 フルポートボールバルブフルボア ボール バルブとして一般に知られているこのバルブは、ボールの穴がパイプラインと同じサイズになるように特大サイズのボールを備えており、明らかな制限がなく、主にスイッチや回路アプリケーションで使用されます。標準ポート バルブとしても知られる縮小ボール バルブは、流量を制御するために閉じる部分の開口部を備えたバルブで、その面積はパイプラインの内径よりも小さくなっています。

フルポートボールバルブと縮小ボールバルブには、バルブ規格の概念がありません。ASTM、GB では、ボールバルブの圧力降下試験のみを要求していますが、韓国規格では、その概念について規定しています。ボールバルブのポート径の 85% 以下のボールバルブの直径は縮小ボールバルブと呼ばれ、ボールバルブのポート径の 95% を超えるボールバルブの直径は、フル ダイアグラム ボールバルブと呼ばれます。一般的に、フルポート ボールバルブは等幅チャネルであり、そのサイズは規格で指定された公称サイズより小さくすることはできません。たとえば、DN50 フル ダイアグラム ボールバルブのチャネル径は約 50mm です。縮小直径ボールバルブの通路の入口は通路の直径よりも大きく、実際の通路の直径はおそらくこの仕様よりも小さくなります。たとえば、DN50 縮小直径ボールバルブの直径は約 38 で、DN40 とほぼ同等です。

中くらい：

フルポートボールバルブは、主に粘性があり、スラグが発生しやすい媒体を輸送するために使用され、定期的な清掃が便利です。 縮小ポートボールバルブ 主にパイプラインシステム内で水と同等の物理的性能を持つガスや媒体を輸送するために使用され、重量はフルポートボールバルブより約30%軽く、流動抵抗はグローブバルブの同じ直径のわずか1/7です。

応用：

フルポート ボール バルブは、流量抵抗が小さいため、特に厳しい条件に適しています。石油およびガス パイプラインの埋設地所有者には、完全に溶接されたフルポート ボール バルブが必要です。縮小ポート ボール バルブは、いくつかの低要件、低対流抵抗要件、およびその他の条件に適しています。

パイプライン循環能力:

実験テストによると、バルブの内径がパイプ端の内径の80%より大きい場合、パイプラインの流体流量にほとんど影響がありません。一方で、直径を小さくした設計により、バルブの流量（Kv値）が低下し、バルブの両端の圧力降下が増加し、エネルギー損失が発生します。パイプラインに大きな影響を与えないかもしれませんが、パイプラインの侵食が増加します。

 

一般的に、縮小ポート ボール バルブはサイズが小さく、設置スペースも小さく、フル ポート ボール バルブの重量より約 30% 軽く、パイプ負荷と輸送コストの削減に役立ち、バルブの耐用年数を延ばし、価格も安くなります。フル ポート ボール バルブの場合、流れは制限されませんが、バルブが大きくて高価であるため、ピギングが必要なパイプラインなど、自由な流れが必要な場合にのみ使用されます。

DBBおよびDIBボールバルブのバルブ圧力テスト

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DBB (ダブル ブロック アンド ブリード バルブ) と DIB (ダブル アイソレーション アンド ブリード バルブ) は、トラニオン マウント ボール バルブによく使用される 2 種類のシート シール構造です。API 6D によると、DBB ボール バルブは 2 つのシールされた補助を備えた単一バルブで、閉位置では 2 つのシール面間のボディ キャビティのブリードによってバルブの両端に圧力シールが提供されます。最初のシールが漏れた場合、2 番目のシールは同じ方向にシールされません。DIB ボール バルブは 2 つのシート面を備えた単一バルブで、これらのシール シートのそれぞれは、シール シート間のバルブ チャンバーを排出することによって、閉位置で単一の圧力シール ソースを提供します。

 

DBBバルブの圧力テスト：

バルブを部分的に開いて実験流体がバルブ室に完全に注入され、次にバルブが閉じてバルブ本体のブリーディングが開き、余分な媒体がバルブ室テスト接合部から溢れ出るようになります。バルブ室テスト接合部での溢れによるシートの密閉性を監視するには、バルブの両端から同時に圧力をかける必要があります。下の図は、典型的な DBBボールバルブ 構成。

バルブが閉じられ、バルブ チャンバー テスト ポートが開かれ、バルブの両端が加圧されると (または個別に加圧されると)、バルブ チャンバー ポートは各端からバルブ チャンバーへの漏れを検出します。理論的には、片側のみが加圧されている場合、DBB バルブは確実な二重遮断を提供できません。

 

DIB-1の圧力テスト（双方向シールシート2個）

各シートは両方向でテストし、取り付けられているキャビティ圧力リリーフバルブは取り外す必要があります。バルブを半開きにして、バルブとバルブチャンバーにテスト媒体を注入し、テスト液体がバルブチャンバーのテストポートから溢れ出るようにします。チャンバーからテストシートの方向に漏れないようにバルブを閉じ、テスト圧力をバルブの両端に連続して適用して、各シートの上流の漏れを個別にテストし、次に各シートを下流のシートとしてテストします。バルブの両端を開いてキャビティに媒体を充填し、バルブの両端で各シートの漏れを観察しながら加圧します。

DIB-1バルブのキャビティ内の圧力は自動的に解放できないため、バルブの温度が異常に上昇すると、バルブキャビティ内の媒体の体積がそれに応じて増加し、キャビティ内の圧力が自動的に上昇します。圧力が一定レベルに達すると非常に危険なため、DIB-1バルブのキャビティには安全弁を取り付ける必要があります。

 

DIB-2の圧力テスト（双方向シールシート1個、一方向シールシート1個）

の座席の1つ DIB-2バルブ チャンバーまたはバルブの端からの圧力に漏れなくどの方向からでも耐えることができます。もう一方のシートは、バルブの端からの圧力にのみ耐えることができます。バルブが閉じられ、バルブチャンバーテストインターフェースが開いていて、バルブの両端が加圧されている場合（または個別に加圧されている場合）、バルブチャンバーテストインターフェースは、各端からバルブチャンバーへの漏れがあるかどうかを検出できます。双方向シートテストでは、バルブチャンバーとバルブの上流を加圧し、下流のバルブに漏れがあるかどうかを観察する必要があります。

このバルブの利点は、バルブをしっかりと保護することです。バルブが閉じた後は媒体がパイプラインの下流に侵入することはなく、同時にキャビティ圧力が異常に上昇すると、自動的にバルブの上流に圧力を逃がすことができます。バルブの取り付け方向の要件に注意してください。反対方向は DBB と同じです。

 

DBB バルブと DIB バルブはどちらも独自の用途と媒体を持ち、LNG、石油化学、輸送と貯蔵、天然ガス産業プロセス、液体パイプラインのメインラインとマニホールド バルブ、精製製品の輸送ラインなど、漏れが発生しないようにするために重要な隔離が必要となるさまざまな環境上の課題があります。

PTFE ライニング バルブ VS PFA ライニング バルブ

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ライニングバルブは、化学工業におけるあらゆるレベルの腐食フローに対する安全で信頼性の高いソリューションです。バルブと継手のライニングにより、非常に高い耐薬品性と長寿命が保証されます。PTFEライニングバルブと PFAライニングバルブ 化学、製薬、石油化学、肥料、パルプ、製紙、冶金の各業界で腐食性用途に高級合金のより経済的な代替品として広く使用されているバルブです。その違いを知るには、PTFE と PFA の材質の違いを知る必要があります。

PFA と PTFE はどちらもテフロンの一般的な形式です。PFA と PTFE は、優れた機械的強度と応力亀裂耐性という類似の化学的性質を持っています。優れた成形性能と広い加工範囲という特徴により、成形、押し出し、射出成形、トランスファー成形などの成形加工に適しており、電線やケーブルの絶縁シース、高周波絶縁部品、化学パイプライン、バルブやポンプの耐腐食ライニングの製造に使用できます。機械産業では特殊なスペアパーツ、繊維産業ではさまざまな防食材料電極などに使用できます。

PTFE（テフロン）は、テトラフルオロエチレンの重合によって形成されたポリマー化合物であり、優れた化学的安定性、耐腐食性、密封性、高い潤滑性と非粘性、電気絶縁性、および強酸、強アルカリ、強酸化剤などの媒体に対する良好な耐老化性を備えています。動作温度は-200〜180℃で、流動性が低く、熱膨張が大きいです。PTFEライニングバルブは、非常に高い耐薬品性と長寿命を保証し、化学、電気機械、製薬、石油化学、肥料、パルプおよび紙、冶金産業の腐食性用途に広く使用できます。

PFA（ポリフルオロアルコキシ）は、PTFEから開発された粘度を改善した高性能熱可塑性材料です。PFAはPTFEと同様に優れた性能を持っていますが、柔軟性の点ではPTFEよりも優れており、テフロンとしてより一般的に知られています。PTFE樹脂との違いは、PFAが溶融加工可能であることです。PFAの融点は約580F、密度は2.13〜2.16（g / cm3）です。使用温度は-250〜260℃で、210℃でも最大10000時間使用できます。優れた耐薬品性、あらゆる強酸（水を含む）、強アルカリ、グリースに対する耐性、あらゆる溶剤に不溶性、優れた耐老化性、ほとんどすべての粘性物質が表面に付着せず、完全に燃焼しないという特徴があります。引張強度（MPa）> 23、伸び（%）> 250。

一般的に、PFA ライニング バルブの総合的な性能は、PTFE ライニング バルブよりもはるかに優れています。PTFE バルブはコストが安いため、より一般的で人気がありますが、PFA は工業用途、特に工業用チューブやバルブでよく使用されます。PFA ライニング バルブは、圧力と温度差の広い範囲で高い密閉性能を保証し、硫酸、フッ化水素酸、塩酸、硝酸、その他の腐食性の高い媒体など、さまざまな工業用パイプラインでの液体およびガス媒体の輸送に適しています。

当社では、漏れがなく、運用コストとメンテナンス コストが最小限のライニング ボール バルブ、プラグ バルブ、ゲート バルブを提供しています。標準の PTFE ライニングに加えて、PFA の帯電防止ライニングも提供できます。詳細を知りたい場合は、今すぐお電話ください。