鋳型鋼閥 圧力評価 材料と用途 説明

バルブの故障により、重要な産業プロセスが停止を余儀なくされ、その結果として生じる経済的損失と安全上の危険は計り知れないと想像してください。流体制御システムの主要コンポーネントであるバルブは、システムの安全で安定した運用に直接影響を与える耐圧能力を持っています。鋳鋼バルブは、その優れた強度と耐高温性により、石油化学、発電、冶金産業で広く使用されています。しかし、鋳鋼バルブの作動圧力については、いくつかの一般的な誤解があります。

鋳鋼バルブの圧力容量は、単に「クラス」定格（クラス150やクラス300など）によって決定されるものではありません。これらの分類は、正確な圧力値というよりは、むしろカテゴリーとして機能します。バルブの実際の作動圧力は、バルブの設計、製造プロセス、材料選択、作動温度、および搬送媒体の特性など、複数の要因によって影響を受けます。したがって、鋳鋼バルブを選択して使用する際には、安全で信頼性の高い運用を保証するために、これらの要因を総合的に考慮する必要があります。

アメリカ機械学会のASME B16.34規格は、バルブの圧力容量を評価するための重要な参考資料として機能します。この規格は、さまざまな種類のフランジ付き、ねじ込み、溶接端バルブを対象としており、さまざまな温度におけるさまざまなバルブ材料の最大許容作動圧力を規定しています。ASME B16.34規格を理解し、遵守することは、バルブの安全な使用を保証するための基本です。

ASTM A216 Gr WCBは、バルブ本体とボンネットの製造に広く使用されている一般的な鋳鋼材料です。この材料は、優れた溶接性、高強度、および適度な耐食性を提供します。ただし、ASTM A216 Gr WCBの圧力容量は、温度が上昇すると低下することに注意することが重要です。したがって、高温用途では、圧力-温度曲線に従ってバルブをディレーティングする必要があります。

圧力-温度曲線は、バルブの選択のための重要な参考資料として機能します。通常、グラフ形式で表示され、これらの曲線は、作動温度を横軸に、最大許容作動圧力を縦軸にプロットします。特定のバルブ材料とクラス定格については、さまざまな温度における最大許容作動圧力をこれらの曲線から決定できます。たとえば、ASTM A216 Gr WCB材料で作られたクラス150バルブは、-20°Fから100°Fの温度範囲で最大許容作動圧力が285 psig（ポンド/平方インチゲージ）です。ただし、温度が500°Fに上昇すると、この圧力は170 psigに低下します。したがって、実際の作動温度に応じて、バルブを適切に選択し、ディレーティングする必要があります。

ゲートバルブ、ボールバルブ、チェックバルブに加えて、バタフライバルブなどの他のタイプは、シートやシール材の性能など、追加の要因によって圧力容量が制限される場合があります。異なるシートおよびシール材は、さまざまな温度および圧力抵抗を示します。高温または高圧条件下では、特定の材料が軟化、変形、または破損し、バルブの漏れや損傷につながる可能性があります。したがって、これらのバルブタイプを選択する際には、特定の圧力-温度定格を理解するために、メーカーの技術仕様を注意深く確認する必要があります。

• 鋳鋼ゲートバルブ： 流れ方向に垂直に移動するくさび形のディスクを備えたゲートバルブは、全開または全閉操作用に設計されており、流量調整には適していません。その利点には、低い流体抵抗と優れたシール性能があり、石油およびガスパイプラインなど、頻繁な操作が必要な用途に最適です。
• 鋳鋼グローブバルブ： 流れ方向に垂直に移動するディスクを備えたグローブバルブは、流量を調整できますが、流体抵抗が高いため、低圧降下用途には推奨されません。そのシンプルな構造と容易なメンテナンスにより、蒸気および給水パイプラインで一般的です。
• 鋳鋼チェックバルブ： 逆流を防ぐ自動バルブとして、チェックバルブは流体圧下で開き、流れが停止または逆転すると閉じます。そのシンプルな設計により、ポンプおよびコンプレッサーの排出など、さまざまな逆流防止用途に適しています。

• 作動条件の定義： バルブを選択する前に、温度、圧力、媒体の種類、腐食性など、すべての作動パラメータを徹底的に理解してください。
• 規格の遵守： 設計、製造、検査については、ASME B16.34およびその他の関連規格を厳守してください。
• 技術データの確認： 圧力-温度定格、材料特性、および設置要件については、メーカーの仕様を注意深く調べてください。
• 適切なディレーティング： 高温または高圧用途には、適切なディレーティング係数を適用してください。
• 定期的なメンテナンス： シール性能の定期的な検査、可動部品の潤滑、および摩耗部品の交換を実施してください。

産業技術が進歩するにつれて、鋳鋼バルブの要件も進化し続けています。今後の開発は、次の点に焦点を当てます。

• 高性能材料： 強度、耐食性、および耐熱性が向上した新しい鋳鋼材料の開発。
• スマート設計： リモート監視と診断のためのセンサー、制御システム、および通信技術の統合。
• 軽量構造： 重量と材料消費量を削減するための高度な製造技術。
• エネルギー効率： 圧力損失とエネルギー損失を最小限に抑えるための最適化された流れ設計、および環境に優しいシール材。

鋳鋼バルブの圧力容量には、複数の要因の影響を受ける複雑な考慮事項が含まれます。関連する規格、材料特性、および作動条件を総合的に理解することによってのみ、適切なバルブを選択し、安全に実装できます。技術が進歩するにつれて、将来の鋳鋼バルブは、より高い性能、よりスマートな機能、より軽量化、およびより高いエネルギー効率へと進化し、産業オペレーションに、より安全で、より効率的で、より信頼性の高い流体制御ソリューションを提供します。