ボールバルブに静電気防止設計が不可欠なのはなぜですか?
静電気は一般的な物理現象です。2 つの異なる材料が摩擦すると、電子の移動によって静電気が発生します。このプロセスは摩擦帯電と呼ばれます。理論的には、異なる材料の 2 つの物体が擦れ合うと静電気が発生しますが、同じ材料の 2 つの物体は静電気を発生しません。バルブ本体で発生する現象、つまりボールと非金属シート ボール、ステム、および本体間の摩擦により、バルブの開閉時に静電気が発生し、パイプライン システム全体に潜在的な火災の危険をもたらします。静電気の火花を避けるために、ボールからの静電気を減らすか、またはボールから静電気を引き出すための静電気防止装置がバルブに設計されています。
API 6D-2014「5.23 静電気防止装置」では次のように規定されています。ソフトシートボールバルブe、プラグバルブおよびゲートバルブには静電気防止装置が備わっていなければなりません。購入者が要求する場合、装置のテストはセクション H.5 に従って実行されなければなりません。API 6D「H.5 静電気防止テスト」には、「遮断弁とバルブ本体、ステム/シャフトとバルブ本体間の抵抗は、12V を超えない DC 電源でテストされなければなりません。抵抗測定は、バルブの圧力テストの前に乾燥状態で行われ、その抵抗値は 10 Ω 以下である必要があります。」と記載されています。ソフトシートバルブには静電気防止装置を取り付ける必要がありますが、金属シートバルブは必要ありません。これは、PTFE、PPL、ナイロン、デブロン、PEEK などのソフトプラスチックシートは、ボール (通常は金属) と擦れると静電気を発生する傾向がありますが、金属同士のシールでは発生しないためです。媒体が可燃性、爆発性の場合、静電気火花により燃焼や爆発を引き起こす可能性があります。そのため、非金属と接触する金属部品を静電気防止装置を介してステムと本体に接続し、最後に本体の静電気防止接合装置を介して静電気を放出します。フローティングボールバルブの静電気防止原理を下図に示します。
静電気防止装置は、スプリングと鋼球（「静電スプリングセット」）で構成されています。一般的に、フローティングボールバルブは2つの「静電スプリングセット」で構成されており、1つはステムとボールの接触面にあり、もう1つはステムと本体の接触面にあります。バルブが開いているときや閉じているとき、ボールとシートの間の摩擦によって静電気が発生します。ステムとボールの間にはクリアランスがあるため、バルブステムが球によって駆動されると、「静電スプリングセット」の小さなボールが跳ね返り、静電気をバルブステムに駆動します。同時に、静電スプリングセットのバルブステムとバルブ本体の接触面は、同じ原理により静電気を本体に放出し、最終的に完全に静電気を放電します。
つまり、 ボールバルブ 摩擦によりボールに発生する静電気を減らすことが目的です。バルブを流れる燃料に引火する可能性のある火花からバルブを保護するために使用されます。静電気防止設計のボールバルブは、石油・ガス、化学、発電所、その他の産業など、火災が発生しないことが安全な生産の重要な保証となる分野に特に適しています。
