大口径グローブバルブの開閉が難しいのはなぜですか?

大口径グローブバルブは、主に蒸気、水などの圧力降下が大きい媒体に使用されます。エンジニアは、バルブをしっかりと閉じるのが難しく、漏れが発生しやすいという状況に直面することがあります。これは通常、バルブ本体の設計と不十分な水平出力トルクによるものです（さまざまな身体条件の成人の水平限界出力は60〜90kです）。グローブバルブの流れ方向は、低入口、高出口になるように設計されています。手動でハンドルを押して回転させ、バルブディスクが下に移動して閉じます。このとき、3つの力の組み合わせを克服する必要があります。

1) Fa: 軸方向のジャッキ力

2) Fb: パッキングとステムの摩擦

3) Fc: バルブステムとディスクコア間の摩擦力Fc。

トルクの合計∑M=(Fa+Fb+Fc)R

直径が大きいほど軸方向のジャッキ力は大きくなり、軸方向のジャッキ力はパイプネットワークが閉じているときの実際の圧力にほぼ近いという結論を導き出すことができます。たとえば、 DN200 グローブバルブ 10barの蒸気管に使用した場合、閉じる軸方向の推力Fa=10×πr²==3140kgしかなく、閉じるのに必要な水平周方向の力は通常の人体が出力する水平周方向の力の限界に近いため、この条件下では人がバルブを完全に閉じることは非常に困難です。このタイプのバルブを逆に取り付けて、閉じにくいという問題を解決することが推奨されますが、同時に開きにくい問題も生じます。では、どのように解決すればよいのでしょうか？

1) プランジャーバルブとパッキングバルブの摩擦抵抗の影響を避けるため、ベローズシールグローブバルブを選択することをお勧めします。

2) バルブコアとバルブシートには、カステランカーバイドなどの耐侵食性と摩耗性に優れた材料を選択する必要があります。

3) 開口部が小さいために過度の浸食が起こり、耐用年数やシール効果に影響が出るのを防ぐため、二重ディスク構造が推奨されます。

大口径グローブバルブはなぜ漏れやすいのでしょうか？

大口径グローブバルブは、一般的にボイラー出口、主シリンダー、主蒸気管などの部分に使用されますが、次のような問題が発生しやすくなります。

1) ボイラー出口の圧力差と蒸気流量はどちらも大きく、シール面の浸食損傷も大きい。また、ボイラーの燃焼が不十分なため、ボイラー出口の蒸気の水分含有量が多くなり、キャビテーションや腐食など、バルブのシール面が損傷しやすくなります。

2）ボイラー出口とシリンダー付近のグローブバルブの場合、ボイラー水の軟化処理が不十分な場合、新鮮な蒸気が飽和する過程で断続的な過熱現象が発生する可能性があります。酸性物質とアルカリ性物質の一部が頻繁に沈殿し、シール面が腐食や浸食を引き起こします。また、一部の結晶性物質がバルブシール面に結晶化して付着し、バルブがしっかりと密閉できなくなる可能性があります。

3) バルブの製造に必要な蒸気量がシリンダーの入口と出口で不均一なため、流量が大きく変化すると蒸発やキャビテーションが発生しやすく、バルブのシール面に浸食やキャビテーションなどの損傷が発生します。

4）大口径のパイプは予熱する必要があり、これにより、小流量の蒸気をグローブバルブが完全に開く前に、ゆっくりと均一にある程度加熱することができ、急速加熱によるパイプの過度の膨張や接続部の損傷を回避できます。しかし、このプロセスでは、バルブの開口部が非常に小さい場合が多く、侵食率が通常の使用効果をはるかに上回り、バルブシール面の耐用年数が大幅に短縮されます。