ドライバルクハンドリング：バタフライバルブが故障する理由とより良い選択肢

乾式バルク材料ハンドリングシステムは、工業生産の「循環系」として機能し、さまざまな粉末、顆粒、その他の粒子状物質の効率的かつ安定した輸送を必要とします。しかし、これらの用途にバタフライバルブを不適切に選択すると、複数の運用上の危険が生じる可能性があります。もともとガスや液体媒体用に設計されたバタフライバルブは、乾式バルク材料を扱う際に問題が発生することが多く、システムの効率低下、メンテナンスコストの増加、生産停止の可能性につながります。

バタフライバルブは、乾式バルク用途を意図したものではありませんでした。その基本的な設計（流れを調整するための回転ディスクの使用）は、液体やガスには適していますが、根本的に異なる物理的特性を持つ粒子状物質を扱う際には大きな課題を提示します。

• 摩耗の加速: 多くの乾式バルク材料には、運転中にバルブディスクとシートの両方に深刻な浸食を引き起こす研磨粒子が含まれています。この進行性の摩耗は、シール性能を低下させ、最終的にはバルブの完全な故障につながり、頻繁な交換が必要となり、運用コストを押し上げます。
• シールの劣化: バタフライバルブの柔らかいポリマーまたはゴム製のシールは、乾式材料に対して特に脆弱です。粒子状物質がシールの表面に埋め込まれる可能性があり、化学的に攻撃性の高い材料は、摩耗、圧縮、および化学的攻撃を通じてシールの劣化を加速させます。
• 詰まりのリスク: 微細な粒子状物質は、ディスクとバルブ本体の間の狭い隙間に蓄積する傾向があります。この蓄積は、動作抵抗を増加させ、最終的にはバルブの動作を完全に妨げる可能性があります。特に、湿った条件下で塊を形成する吸湿性材料では問題が発生します。

バタフライバルブをコンパクトにするまさにその設計上の特徴である回転ディスクは、乾式バルク材料を扱う際にかなりの流れの干渉を引き起こします。

• スループットの低下: ディスクは流れの経路の一部を恒久的に占有し、オペレーターは、この固有の制限を補うために配管システムを大きくせざるを得ません。これは、設備コストとシステムのフットプリントの両方を増加させるアプローチです。
• 材料の蓄積: 流れ中のディスクの固定位置は、粘着性または凝集性の材料の自然な収集ポイントを作成します。この蓄積された材料は、流れの通路をさらに狭め、システムを清掃するためにシステムをシャットダウンする必要がある完全な閉塞のリスクを劇的に増加させます。
• エネルギー効率の悪さ: ディスクからの流れの抵抗は、システムの圧力降下を増加させ、材料の流れを維持するためにより多くのエネルギーを必要とします。これは、電力コストを上昇させるだけでなく、望ましくない粒子の摩耗と分離を引き起こす可能性もあります。

バタフライバルブは、粒子状物質が流体と比較してどのように振る舞うかという根本的な違いがあるため、乾式バルク材料を封じ込めるのに苦労します。

• 材料の浸透: 液体とは異なり、乾いた粒子はバルブシールの微細な隙間に浸透する可能性があります。適切に機能しているバルブでさえ、材料を無駄にし、ハウスキーピングの問題を引き起こす微細な粒子状物質の「滲み」漏れを経験することがよくあります。
• 温度感度: シール材料は、温度の極端な条件下で性能が低下します。熱で軟化して変形し、低温条件下では脆くなってひび割れやすくなります。これらの影響は、既存のシーリングの課題を悪化させます。

バタフライバルブの柔らかいシール要素は、研磨性または腐食性の乾式材料を扱う際の重要な故障点となります。

• 機械的劣化: 一定の粒子衝撃はシールの表面を侵食し、化学的相互作用は材料特性を変化させます。どちらのメカニズムもシールの故障を加速させます。
• ステムからの漏れ: 微細な粉末は必然的にバルブステムに沿って移動し、結合と動作不良を引き起こします。これは、粉末ハンドリング用途で特に一般的な問題です。

• ナイフゲートバルブ: 粉末とスラリー用に特別に設計されており、その鋭いエッジのゲートは材料をせん断してブリッジングと詰まりを防ぎます。
• ロータリーバルブ: 供給用途に正確な体積制御を提供しますが、その機械的複雑さには注意深いメンテナンスが必要です。
• スライドゲートバルブ: シンプルでロープロファイルの設計は、ビンとホッパーからの排出を制御するのに適しています。

適切なバルブの選択には、材料特性、動作条件、および性能要件を慎重に検討する必要があります。信頼性の高いシステムの動作を確保し、機器の寿命を最大化するために、バルブの種類に関係なく、定期的な検査とメンテナンスが不可欠です。