高温条件下でのバルブ材料の選び方

流体搬送システムでは、高温バルブは、制御に不可欠な部品であり、主に調整、分岐、逆流防止、遮断、分流の機能を有します。このバルブは、産業分野および民生分野で広く使用されています。高温バルブは、バルブによく使用されるタイプです。その具体的な特性は次のとおりです。焼入れ性能が良好で、深焼入れが可能です。溶接性が良好です。衝撃吸収性が良好で、激しい衝撃で損傷しにくいです。焼き戻し脆性が低い傾向があります。高温バルブには比較的多くの種類があります。より一般的なのは高温バルブです。バタフライバルブ高温ボールバルブ高温フィルター、高温ゲートバルブ.

 

高温バルブの種類とは?

高温バルブには、高温ゲートバルブ、高温遮断弁、高温チェックバルブ、高温ボールバルブ、高温バタフライバルブ、高温ニードルバルブ、高温スロットルバルブ、高温減圧弁などがあります。中でも、ゲートバルブ、グローブバルブ、チェックバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブはよく使用されます。

 

高温バルブの動作条件とは?

高温作業条件には、主に亜高温、高温Ⅰ、高温Ⅱ、高温Ⅲ、高温Ⅳ、高温Ⅴがあり、以下でそれぞれ個別に説明します。

業界

亜高温

亜高温とは、バルブの動作温度が325~425℃の範囲にあることを意味します。媒体が水や蒸気の場合は、主にWCB、WCC、A105、WC6、WC9が使用されます。媒体が硫黄含有油の場合は、硫化物腐食に強いC5、CF8、CF3、CF8M、CF3Mなどが主に使用されます。これらは主に製油所の大気圧装置、減圧装置、遅延コークス化装置で使用されます。この場合、CF8、CF8M、CF3、CF3M製のバルブは酸性溶液の腐食には使用されず、硫黄含有油製品や石油・ガスパイプラインに使用されます。この場合、CF8、CF8M、CF3、CF3Mの最高動作温度は450℃です。 

高温Ⅰ

バルブの作動温度が 425 ~ 550 ℃ の場合、高温クラス I (PI クラスとも呼ばれる) となります。PI グレードバルブの主な材料は、ASTMA351 規格の CF8 を基本形状とする「高温 Ⅰ グレード中炭素クロムニッケル希土類チタン高品質耐熱鋼」です。PI グレードは特別な名称であるため、高温ステンレス鋼 (P) の概念が含まれています。したがって、作動媒体が水または蒸気の場合、高温鋼 WC6 (t≤540 ℃) または WC9 (t≤570 ℃) も使用できますが、硫黄含有油製品の場合、高温鋼 C5 (ZG1Cr5Mo) も使用できますが、これらはここでは PI クラスとは呼ばれません。 

高温II

このバルブの作動温度は550~650℃で、高温Ⅱ(PⅡと表記)に分類されます。PⅡ級高温バルブは、主に製油所の重油接触分解装置で使用されます。三回転ノズルなどに使用される高温ライニング耐摩耗ゲートバルブを含みます。PⅡ級バルブの主な材質は、ASTMA351規格のCF8を基本形状とする「高温Ⅱ級中炭素クロムニッケル希土類チタンタンタル強化耐熱鋼」です。 

高温III

このバルブの作動温度は650~730℃で、高温III級(PⅢ級)に分類されます。PⅢ級高温バルブは、主に製油所の大型重油接触分解装置で使用されます。PⅢ級高温バルブの主要材料は、ASTMA351規格に基づくCF8Mです。 

高温Ⅳ

このバルブの作動温度は730~816℃で、高温IV(略してPIV)に分類されます。PIVバルブの作動温度の上限は816℃ですが、これはバルブ設計に選択された規格ASMEB16134圧力温度等級で規定されている最高温度が816℃(1500υ)であるためです。また、作動温度が816℃を超えると、鋼は鍛造温度領域に近づきます。このとき、金属は塑性変形領域にあり、金属は塑性が高く、高い作動圧力や衝撃力に耐え、変形を防ぐことが困難になります。P Ⅳバルブの主材料は、ASTMA351規格のCF8Mを基本形状「高温Ⅳ中炭素クロムニッケルモリブデン希土類チタンタンタル強化耐熱鋼」としています。 CK-20およびASTMA182規格のF310(炭素含有量≥01050%を含む)およびF310H耐熱ステンレス鋼。 

高温Ⅴ

バルブの動作温度が 816 ℃ を超える場合、PⅤ と呼ばれます。PⅤ 高温バルブ (遮断弁用、調整バタフライバルブ用ではない) は、ライニング断熱ライニングや水冷またはガス冷却などの特別な設計方法を採用して、バルブの正常な動作を確保する必要があります。したがって、制御弁の動作温度は材料だけでなく、特別な設計方法によっても決定されるため、PⅤ クラスの高温バルブの動作温度の上限は規定されていません。設計方法の基本原理は同じです。PⅤ グレードの高温バルブは、その使用媒体と使用圧力に応じて、バルブに適合する適切な材料と特別な設計方法を選択できます。PⅤ クラスの高温バルブでは、通常、煙道フラッパーバルブまたはバタフライバルブのフラッパーまたはバタフライバルブは、ASTMA297 規格の HK-30 および HK-40 高温合金から選択されます。耐腐食性がありますが、衝撃や高圧負荷に耐えることはできません。


投稿日時:2021年6月21日