バルブシールに使用できる金属材料は何ですか?

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バルブシールは、バルブの性能を決定する重要な部分です。シール面の材質を選択する際には、腐食、摩擦、フラッシュ、浸食、酸化などの他の要因も考慮する必要があります。バルブシールは通常、2 つのカテゴリに分けられます。1 つはゴム (ブテンゴム、フッ素ゴムなどを含む)、プラスチック (PTFE、ナイロンなど) などのソフトシールです。もう 1 つは金属タイプのハードシールで、主に銅合金 (低圧バルブ用)、クロムステンレス鋼 (一般および高圧バルブ用)、ステライト合金 (高温高圧バルブおよび耐腐食性バルブ用)、ニッケル基合金 (腐食性媒体用) が含まれます。今日は、バルブのシール面に使用される金属材料を主に紹介します。

 

銅合金

銅合金は耐腐食性と耐摩耗性に優れており、PN≤1.6MPaの水や蒸気などの流体媒体に適しており、温度は200℃を超えません。密閉された補助構造は、表面処理と溶融鋳造法によってバルブ本体に固定されます。一般的に使用される材料は、鋳造銅合金ZCuAl10Fe3、ZCuZn38Mn2Pb2などです。

 

クロムステンレス鋼

クロムステンレス鋼は耐食性に優れており、通常は水、蒸気、油、および温度が450℃を超えない媒体に使用されます。Cr13ステンレス鋼のシール面は、主にゲートバルブ、グローブバルブ、チェックバルブ、安全弁に使用されます。 ハードシールボールバルブ WCB、WCC、A105 炭素鋼製のハードシールバタフライバルブ。

 

ニッケル基合金

ニッケル基合金は重要な耐食性材料です。シーリングカバー材料として一般的に使用されるのは、モネル合金、ハステロイBおよびCです。モネルはフッ化水素酸腐食に耐性のある主な材料であり、温度が-240〜+ 482℃のアルカリ、塩、酸溶媒媒体に適しています。ハステロイBおよびCは、バルブのシーリング表面材料における耐食性材料であり、腐食性鉱酸、硫酸、リン酸、湿ったHCIガス、温度が371℃（硬度14RC）の強酸化媒体、および温度が538℃（硬度23RC）の無塩素酸溶液に適しています。

 

炭化物

ステライト合金は、耐食性、耐浸食性、耐摩耗性に優れており、さまざまな用途のバルブに適しており、温度-268〜+ 650℃のさまざまな腐食性媒体で使用され、理想的なシール表面材料の一種です。主に極低温バルブ（-46℃〜254℃）、高温バルブ（バルブ作動温度425℃以上）、本体材料はWC6、WC9、ZGCr5Mo、バルブの耐摩耗性（バルブの異なる作動温度レベルの耐摩耗性と浸食性を含む）、耐硫黄性、高圧バルブなどに使用されています。ステライト合金は表面処理用として高価であるためです。石炭化学ガス生産に使用される黒水システムとモルタルシステムの場合、非常に硬い耐摩耗性ボールバルブのボール表面には、超音速スプレーWC（タングステンカーバイド）またはCr23C6（クロムカーバイド）を使用する必要があります。

 

当社は、バルブ用途で必要とされる特定の密度に合わせて、認定された硬質金属材料から得られる、より優れたシール部品を提供しています。産業用バルブのご要望は、今すぐ当社にご連絡ください。

 

原子力発電所で使用されるゲートバルブ

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原子力バルブとは、原子力発電所の原子力島（NI）、従来型島（CI）および補助施設、原子力島のバランス（BOP）システムで使用されるバルブを指します。これらのバルブは、セキュリティ要件に応じて、クラスI、II、III、非原子力に分類できます。バルブは、流体媒体を輸送する最も使用されている制御機器であり、原子力発電所の重要な部分です。

原子力島は、原子力エネルギーを熱エネルギーに変換する原子力発電所の中核であり、原子力蒸気供給システム (NSSS) と原子力島補助施設 (BNI) が含まれます。NCI は、熱を電気に変換する原子力発電所の主力施設です (蒸気タービンから電力出力まですべて含む)。NI、CI、BOP の 3 つのシステムにおけるバルブの使用量は、それぞれ 43.5%、45%、11.5% です。

加圧水型原子炉原子力発電所には約113万個のNIバルブが必要であり、バルブの種類によってゲートバルブ、グローブバルブ、チェックバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブ、ダイヤフラムバルブ、圧力リリーフバルブ、調整（制御）バルブに分類されます。このセクションでは、主に原子力安全（規格）クラスⅠとⅡのゲートバルブを紹介します。

原子力島用ゲートバルブの直径は、一般的にDN 80mm～350mmです。鍛造品が推奨され、クラスⅠのゲートバルブ本体には使用され、鋳造品は原子力クラス2および3のゲートバルブ本体に使用できます。ただし、鋳造品質の制御と保証が容易ではないため、鍛造品がよく使用されます。原子力バルブのバルブ本体とボンネットは通常フランジ接続されており、リップシール溶接プロセスが追加され、シールがより信頼性が高くなっています。媒体の漏れを防ぐために、通常は二重パッキングベルトが採用され、ディスクスプリングプリテンション装置を使用してパッキンの緩みを防止します。これらのゲートバルブは、手動または電動で駆動できます。電動ゲートバルブの電気伝達装置は、モーターの回転慣性が閉鎖力に与える影響を考慮する必要があります。過負荷を防ぐために、ブレーキ機能付きのモーターを使用することをお勧めします。

原子炉ゲートバルブは、その本体構造によって、くさび弾性シングルゲートバルブ、くさびダブルゲートバルブ、スプリングプリテンション付きパラレルダブルゲートバルブ、トップブロック付きパラレルダブルゲートバルブに分類されます。

ウェッジ型弾性シングルゲートバルブは、信頼性の高いシールシートを特徴とし、ゲートとバルブ本体のシール面の角度の一致が求められるため、原子力発電所のメインループシステムに広く使用されています。ウェッジ型ダブルプレートゲートバルブは火力発電所でよく使用されるバルブで、ウェッジダブルプレートの角度を自分で調整できるため、シールがより信頼性が高く、メンテナンスも簡単です。

スプリングプリロード付きのパラレルダブルゲートバルブは、ゲートが閉じているときに負荷が急激に増加することはありませんが、ゲートが開閉するときにスプリングによって作られたバルブシートが解放されることはなく、シール面の摩耗がさらに進みます。トップブロックパラレルタイプのダブルゲートバルブは、トップブロックを使用して2つのゲートの傾斜面をずらしてゲートバルブを閉じることで、より信頼性の高いシール性能を提供します。

パッキンのないゲートバルブも原子力島で使用されています。油圧式ゲートバルブは、独自の加圧水によってピストンを押し、バルブを開閉します。完全密閉型電動ゲートバルブは、特殊なモーターを使用して、水中に浸された内部惑星減速機構によってゲートを操作します。ただし、これら 2 つのゲートバルブには、構造が複雑でコストが高いという欠点があります。

 

一般的に言えば、原子力島用のゲートバルブの特徴は次のようになります。

1) 公称圧力PN17.5Mpa、動作温度最大315℃、公称径DN350～400mmの溶接油圧式ダブルゲートプレートパラレルゲートバルブ。

2）軽水冷却一次回路に適用される電動ウェッジ型ダブルゲートバルブは、公称圧力PN45.0Mpa、温度500℃、公称直径DN500mmとなります。

3）黒鉛減速炉を備えた原子力発電所の一次側に使用される電動ウェッジ型ダブルゲートバルブは、公称圧力PN10.0Mpa、公称直径DN800mm、動作温度は290℃までである必要があります。

4) 溶接接続式電動弾性プレートゲートバルブは、公称圧力pn2.5mpa、動作温度200℃、公称直径DN100〜800mmの蒸気タービンプラントの蒸気およびプロセス水パイプに採用されています。

5）分流孔付きダブルゲートバルブは、高出力黒鉛減速沸騰水型原子炉原子力発電所に使用され、公称圧力はPN8.0MPaで、圧力降下が≤1.0MPaのときにバルブの開閉が行われます。

6) 凍結シールパッキンを備えた弾性プレートゲートバルブは、高速原子炉原子力発電所に最適です。

7) 公称圧力pn16.0mpa、公称径DN500mmの水力発電原子炉ユニット用内圧自己シールボンネットウェッジ型ダブルゲートバルブ。

8) 移動部にバタフライスプリングを備えたウェッジ型ダブルゲートバルブは、通常、フランジをボルトで固定し、溶接で密封します。

工業用バルブ本体にはどちらの材質が適していますか? A105 または WCB ですか?

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バルブ本体の一般的な材料には、炭素鋼、低温炭素鋼（ASTM A352 LCB / LCC）、合金鋼（WC6、WC9）、オーステナイト系ステンレス鋼（ASTM A351 CF8）、鋳造銅合金チタン合金、アルミニウム合金などがありますが、そのうち炭素鋼が最も広く使用されている本体材料です。 ASTM A216 WCA、WCB、WCCは、動作温度が-29〜425℃の中圧および高圧バルブに適しています。 GB 16Mnと30Mnは、-40〜450℃の温度で使用され、ASTMA105などの一般的な代替材料です。 どちらも0.25の炭素を含みます。ここで、WCBバルブとA105バルブの違いを明確にしましょう。

  1. 異なる材料と基準

A105 バルブ用の炭素鋼は、ASTM A105 規格の鍛造鋼を意味します。A105 は、米国規格 ASTMA105/A105M および GB/T 12228-2006 (基本的に同等) に属する一般的な材料です。

炭素鋼 WCB バルブは、ASTM A216 仕様に属し、グレード WCA と WCC があり、化学的特性と機械的特性がわずかに異なり、国家マーク ZG310-570 (ZG45) に相当します。

 

  1. さまざまな成形方法

A105 バルブは塑性変形により鍛造することができ、内部構造、良好な機械的特性、均一な結晶粒度が向上します。

鋳造液体成形による WCB バルブは、組織の分離や欠陥を引き起こす可能性があり、複雑なワークピースの鋳造に使用できます。

 

  1. 異なるパフォーマンス

A105 鍛鋼バルブの延性、靭性などの機械的特性は WCB 鋳物よりも高く、より大きな衝撃力に耐えることができます。一部の重要な機械部品は鍛鋼で作られるべきです。

WCB鋳鋼バルブは、鋳造炭素鋼、鋳造低合金鋼、鋳造特殊鋼に分類され、主に複雑な形状で鍛造や機械加工が難しく、高い強度と可塑性が求められる部品の製造に使用されます。

 

材料の機械的性質の面では、同じ材料の鍛造品は、より緻密な結晶構造と優れた気密性のため、鋳造品よりも優れた性能を発揮しますが、コストが増加します。これは、圧力調整器などの高い要件または427℃未満の温度に適しています。小型バルブまたは 高圧バルブ型開きコストや鍛造の材料利用率の面から、大型バルブや中低圧バルブにはWCB材が適しています。

 

PERFECT は、工業用バルブの完全な在庫製造業者および販売業者として、さまざまな業界に供給される完全なバルブ製品ラインを提供しています。使用可能なバルブ本体の材質には、炭素鋼、ステンレス鋼、チタン合金、銅合金などがあり、お客様のバルブのニーズに合った材質を簡単に見つけることができます。

 

鋼中の合金元素Moの影響

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モリブデン（Mo）は強力な炭化物で、1782年にスウェーデンの化学者HjelmPJによって発見されました。合金鋼には通常1%未満の量で存在します。クロムモリブデン鋼は、クロムニッケル鋼の代わりに使用されることもあり、次のような重要な作業部品を製造しています。 高圧バルブ、圧力容器、焼入れ浸炭構造用鋼、ばね鋼、軸受鋼、工具鋼、ステンレス耐酸鋼、耐熱鋼、磁性鋼など幅広く使用されています。ご興味のある方はぜひお読みください。

鋼の微細組織と熱処理の影響

1) Moはフェライト、オーステナイト、炭化物に固溶し、オーステナイト相を減少させる元素である。

2) Mo含有量が低いと鉄と炭素でセメンタイトが形成され、含有量が多いとモリブデンの特殊な炭化物が形成できます。

3) Mo は硬化性を向上させますが、硬化性はクロムよりは強いですが、マンガンよりは劣ります。

4) Moは鋼の焼戻し安定性を向上させます。モリブデンは単独の合金元素として鋼の焼戻し脆性を高めます。クロムやマンガンと共存すると、Moは他の元素によって引き起こされる焼戻し脆性を軽減または抑制します。

 

鋼の機械的性質への影響

1) 鋼の延性、靭性、耐摩耗性が向上しました。

2) Moはフェライトに対する固溶強化効果があり、炭化物の安定性を向上させて鋼の強度を向上させます。

3) Moは変形強化後の軟化温度と再結晶温度を上昇させ、フェライトのクリープ抵抗を大幅に高め、450〜600℃でのセメンタイトの蓄積を効果的に抑制し、特殊な炭化物の析出を促進し、鋼の熱強度を向上させる最も効果的な合金元素になります。

 

鋼の物理的および化学的性質への影響

1) Moは鋼の耐食性を向上させ、塩化物溶液中の孔食腐食を防止することができる。 オーステナイト系ステンレス鋼.

1) モリブデンの質量分率が3%を超えると、鋼の耐酸化性が低下します。

3) Moの質量分率が8%未満でも鍛造・圧延は可能ですが、含有量が多くなると、鋼の熱間加工性に対する変形抵抗が増加します。

4) 炭素含有量が1.5%、モリブデン含有量が2%～3%の磁性鋼では、残留磁気感度と保磁力を向上させることができる。

PEEK素材は何に使用されますか?

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ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）は、1970年代後半に英国で発明された高性能ポリマー（HPP）です。ポリフェニレンサルファイド（PPS）、ポリサルフォン（PSU）、ポリイミド（PI）、ポリ芳香族エステル（PAR）、液晶ポリマー（LCP）とともに、6大特殊エンジニアリングプラスチックの1つとされています。

PEEKは、他の特殊エンジニアリングプラスチックと比較して、優れた機械的特性を備えています。たとえば、260℃の耐高温性、優れた自己潤滑性、耐薬品性、難燃性、剥離耐性、耐摩耗性、耐放射線性を備えています。航空宇宙、自動車製造、電子電気、医療、食品加工の分野で広く使用されています。ブレンド、充填、繊維複合によって強化および改質されたPEEK材料は、より優れた特性を備えています。ここでは、PEEKの用途について詳しく説明します。

エレクトロニクス

PEEK材料は優れた電気絶縁体であり、高温、高圧、高湿度などの過酷な作業環境でも優れた電気絶縁性を維持します。半導体業界では、PEEK樹脂はウェーハキャリア、電子絶縁ダイヤフラム、さまざまな接続デバイスの製造によく使用されます。また、ウェーハキャリア絶縁膜、コネクタ、プリント基板、高温コネクタなどにも使用されます。

PEEK 粉体コーティングは、ブラシ塗装、溶射などの方法で金属表面に塗布され、優れた絶縁性と耐腐食性を実現します。PEEK コーティング製品には、家電製品、電子機器、機械などが含まれます。また、液体クロマトグラフィー分析用の充填カラムや接続用の極細チューブにも使用できます。

現在、PEEK材料は日本企業の集積回路にも使用されており、電子・電化製品分野は徐々にPEEK樹脂の2番目に大きな応用分野となっています。

 

機械製造

PEEK 素材は、パイプライン、バルブ、ポンプ、容積計などの石油/天然ガス/超純水の輸送および貯蔵設備にも使用できます。石油探査では、採掘機械接触用の特殊サイズのプローブの製造に使用できます。

さらに、PEEK はデフレクター バルブ、ピストン リング、シール、さまざまな化学ポンプやバルブ部品の製造によく使用されます。また、ステンレス鋼の代わりに渦流ポンプのインペラを製造するためにも使用されます。PEEK は高温でもさまざまな接着剤で接着できるため、コネクタは別の潜在的なニッチ市場になる可能性があります。

 

医療機器および器具

PEEK 素材は、滅菌要件の高い外科用機器や歯科用機器、医療器具に使用されるだけでなく、金属人工骨の代替としても使用できます。生体適合性、軽量、無毒、強い耐腐食性などの特徴があり、弾性係数は人体と類似した素材です。(PEEK 3.8GPa、海綿骨 3.2-7.8Gpa、皮質骨 17-20Gpa)

 

航空宇宙および航空

PEEK は優れた難燃性を備えているため、さまざまな航空機部品のアルミニウムやその他の金属を PEEK に置き換えることができ、航空機火災のリスクを軽減できます。PEEK ポリマー材料は、さまざまな航空機メーカーによって正式に認定されており、軍事規格製品の供給も可能です。

 

自動車

PEEK ポリマー材料は、高強度、軽量、優れた耐疲労性など、さまざまな利点があり、許容誤差を最小限に抑えた部品に加工しやすいため、金属、従来の複合材料、その他のプラスチックをうまく置き換えることができます。

 

力

PEEK は高温、放射線、加水分解に耐性があり、PEEK 製の電線およびケーブルのコイルフレームワークは原子力発電所で効果的に使用されています。

 

PERFECTは、工業用バルブの完全な在庫製造業者および販売業者であり、 PEEK Oリング さまざまな業界に供給されているバルブシートを販売しています。詳細については、今すぐお問い合わせください。

グローブバルブとバタフライバルブの違い

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グローブバルブとバタフライバルブは、パイプラインの流量を制御するために使用される2つの一般的なバルブです。グローブバルブのディスクは、シートの中心線に沿って直線的に移動してバルブを開閉します。グローブバルブのステム軸はバルブシートのシール面に対して垂直であり、ステムの開閉移動は比較的短いため、このバルブは流量を遮断したり、調整したり、絞ったりするのに非常に適しています。

 

バタフライバルブの板状のディスクは、本体内で軸を中心に回転して流れを遮断したり絞ったりします。バタフライバルブは、構造がシンプルで、容積が小さく、軽量で、部品数が少なく、90°の回転で素早く開閉し、流体媒体を素早く制御できるという特徴があり、固体粒子が浮遊している媒体や粉末状の媒体に使用できます。ここでは、それらの違いについて説明します。ご興味があれば、読み進めてください。

 

  1. 異なる構造。 グローブバルブ シート、ディスク、ステム、ボンネット、ハンドホイール、パッキングランドなどで構成されています。開くと、バルブシートとディスクのシール面は接触しません。バタフライバルブは、主にバルブ本体、ステム、バタフライプレート、シーリングリングで構成されています。バルブ本体は円筒形で、軸長が短く、開閉は通常90°未満で、完全に開いたときは小さな流れ抵抗を提供します。バタフライバルブとバタフライロッドにはセルフロック機能がありません。バタフライプレートを考慮すると、ウォームギア減速機をバルブステムに取り付ける必要があります。これにより、バタフライプレートにセルフロック機能を持たせることができ、バタフライプレートを任意の位置で停止させ、バルブの操作性能を向上させることができます。
  2. 動作が異なります。グローブバルブは、開閉時にステムが上昇するため、ハンドルが回転してステムとともに上昇します。バタフライバルブの場合、本体内のディスク状のバタフライプレートが自身の軸を中心に回転し、開閉または調整の目的を達成します。バタフライプレートはバルブステムによって駆動されます。90°以上回転すると、1回開閉できます。バタフライプレートの偏向角度を変更することで、媒体の流れを制御できます。約15°〜70°の範囲で開くと、流量制御が敏感になるため、大口径調整の分野では、バタフライバルブのアプリケーションが非常に一般的です。
  3. さまざまな機能。グローブバルブは、遮断と流量調整に使用できます。バタフライバルブは、流量調整に適しており、一般的には絞り、調整制御、泥媒体で、構造長が短く、開閉速度が速い（1/4 Cr）。バタフライバルブのパイプ内の圧力損失は比較的大きく、ゲートバルブの約3倍です。したがって、バタフライバルブを選択するときは、パイプラインシステムの圧力損失の影響を十分に考慮する必要があり、閉じるときにパイプライン媒体の圧力を支えるバタフライプレートの強度も考慮する必要があります。さらに、弾性シート材料の高温での動作温度制限を考慮する必要があります。
  4. 工業用バタフライバルブは、通常、高温媒体の煙道やガスパイプラインに使用される大口径バルブです。バルブ構造の長さと全体の高さが小さく、開閉速度が速いため、流体制御が良好です。バタフライバルブを使用して流量を制御する必要がある場合、最も重要なことは、バタフライバルブの適切な仕様とタイプを選択して、適切で効果的な作業を行うことです。

 

一般的に、グローブバルブは主に小口径パイプ（枝管）またはパイプ端の開閉と流量調節に使用され、バタフライバルブは枝管の開閉と流量調節に使用されます。 切り替え難易度による並び替え：ストップバルブ > バタフライバルブ。 抵抗による並び替え：グローブバルブ > バタフライバルブ。 密閉性能による並び替え：グローブバルブ > バタフライバルブおよびゲートバルブ。 価格による並び替え：グローブバルブ > バタフライバルブ（特殊なバタフライバルブを除く）。