極度の圧力下でシステムの整合性と安全性が妥協できない場合、バルブの選択は重要なエンジニアリング上の決定になります。高圧ボールバルブ標準的なバルブでは機能しない箇所でも動作するように特別に設計されています。このガイドでは、これらの堅牢なコンポーネントの特徴、主要な設計上の特徴、そして最も困難な運用に最適なコンポーネントを選択する方法について詳しく説明します。
高圧ボールバルブとは
A 高圧ボールバルブは、通常10,000 PSI（690 bar）以上で作動するシステムにおいて、腐食性流体の流れを遮断・制御するために設計された特殊な1/4回転バルブです。標準的なボールバルブとは異なり、このバルブは、高耐久性構造、高度なシーリング機構、そして性能や安全性を損なうことなく大きな機械的ストレスや熱的ストレスに耐えられる材料を特徴としています。
高圧ボールバルブを差別化する主な設計特徴
極度の圧力に耐えられる能力は偶然の産物ではなく、意図的な精密エンジニアリングの成果です。重要な設計要素は次のとおりです。
強化されたボディと堅牢な構造：
これらのバルブは、ステンレス鋼（SS304、SS316）、二相ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼（A105）などの高強度材料から作られたコンパクトな鍛造ボディを備えていることがよくあります。鍛造により優れた結晶粒組織が得られ、バルブの機械的強度と耐衝撃性が向上します。
高圧ステム設計：
ステムは圧力による吹き抜けを防ぐために補強されています。堅牢なステムは、多くの場合吹き抜け防止設計が施されており、内部圧力によってステムがバルブ本体から押し出されるのを防ぎ、重要な安全機能を果たします。
高度なシーリングシステム:
高圧ボールバルブの心臓部です。
• 低摩擦シート：強化PTFE（RPTFE）、PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）、または金属製のシートが使用されています。これらの材料は、過度の力がかかった場合でも、シール性を維持し、動作中の摩擦を最小限に抑えます。
• スプリング式シート：多くの高圧設計には、スプリング式のシートが組み込まれています。スプリングはシートに一定の予圧をかけ、低圧時と高圧時の両方でボールとの密着性を確保し、経年劣化による摩耗を補正します。
縮小ポートとフルポート:
フルポートバルブは低流量抵抗を実現しますが、高圧用途ではレデュースポート（または標準ポート）設計が用いられることが多いです。小さなポートの周囲の壁を厚くすることで、バルブの圧力保持能力が向上しますが、これは究極の安全性を確保するために必要なトレードオフです。
高圧ボールバルブの重要な用途
これらのバルブは、システム障害が許されない業界では不可欠です。
•石油・ガス:坑口制御、クリスマスツリーアセンブリ、水圧破砕（フラッキング）ユニット、高圧ガス伝送ライン。
•発電:火力発電所や原子力発電所の主蒸気ライン、給水システム、その他の重要な高圧/高温回路。
•化学および石油化学:攻撃的な触媒、高圧反応器、および噴射システムを扱います。
•ウォータージェット切断：工業用切断システムで使用される超高圧水 (最大 90,000 PSI) を制御します。
•高圧試験装置:パイプ、継手、バルブなどの他のコンポーネントの整合性を検証するため。
適切な高圧ボールバルブの選び方
適切なバルブの選択は多面的なプロセスです。以下の要素を考慮してください。
1. 圧力定格（PSI/Bar）：
バルブの最大作動圧力 (WP) と圧力定格 (例: ANSI クラス 1500、2500、4500) が、潜在的なサージ圧力を含め、システムの最大動作圧力を超えていることを確認します。
2. 温度範囲:
シートとシールの材質がシステムの最小温度と最大温度に適合していることを確認します。
3. 材料の適合性:
バルブ本体、トリム、シールは、腐食や劣化を防ぐため、媒体（流体またはガス）との適合性が必要です。塩化物、H2S含有量、pHレベルなどの要因を考慮してください。
4. 端部接続:
ねじ込み (NPT)、ソケット溶接、突合せ溶接などの堅牢な接続から選択し、パイプのスケジュールと材質に適合していることを確認します。
5. 耐火設計：
石油およびガスの用途では、API 607/API 6FA などの認証により、火災発生時にバルブが媒体を封じ込めることが保証されます。
6. 作動：
自動化システムの場合、バルブが、システムの全圧力下で動作するのに十分なトルクを生成できる空気圧または電動アクチュエータとインターフェースするように設計されていることを確認してください。
専門メーカーと提携する理由
NSW Valveでは、高圧ボールバルブは単なる部品ではなく、安全性と優れた運用性へのコミットメントであると考えています。当社のバルブは、以下の点に重点を置いて設計されています。
•比類のない構造的完全性を実現する精密鍛造と機械加工。
•高圧シェルおよびシート テストを含む厳格なテスト プロトコルにより、すべてのバルブが仕様どおりに機能することを保証します。
•特定の運用環境に合わせた専門家による材料選択ガイダンス。
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投稿日時: 2025年8月14日