DBBバルブ解説：重要な隔離用途にダブルボールバルブが使用される理由

石油・ガス施設、化学プラント、LNGターミナル、および海洋プラットフォームにおいて、隔離は単なる日常的な作業ではありません。それは安全上の必須要件です。ポンプ、コンプレッサー、計器、または下流配管セクションのメンテナンスを開始する前に、オペレーターは圧力が完全に隔離され、作業エリアに漏れ出すことがないことを確認する必要があります。

そこではDBBバルブ重要になる。

DBBはダブルブロックアンドブリードコンセプトは単純明快です。2つの独立したシールバリアの間に、漏れ箇所を設けるというものです。実際には、この構成により、作業者は保守や点検作業を開始する前に、確実に隔離状態を確認することができます。

さまざまな DBB 構成の中で、ダブルボールバルブコンパクトな設計、信頼性の高い密閉性、そして容易な設置性を単一の統合アセンブリに組み合わせているため、最も広く使用されているソリューションの1つとなっています。

多くの最新のパイプラインシステム、特にオフショアや高圧用途では、2つの独立したボールバルブを設置し、その間に配管を追加するよりも、一体型のDBBバルブが好まれるようになっている。

DBBバルブとは何ですか？

A DBBバルブ提供するもの：

• 2つの独立した隔離ポイント
• それらの間に1つのブリードまたはベント接続部がある

目的は単純です。両方の隔離バリアが閉じられた後、それらの間の空洞をブリードポートを通して排気することができます。圧力や媒体が漏れなければ、両方のシールが適切に機能していることがオペレーターにわかります。

この検証手順は、実際の運用環境において非常に重要です。摩耗したシートからのわずかな漏れでも、メンテナンス中に重大な安全上のリスクを引き起こす可能性があります。

古いシステムでは、DBB機能は多くの場合、以下の方法で実現されていました。

• 2つの独立したボールバルブ
• スプール部
• 追加のブリードバルブ

その構造は多くの植物に今も存在している。しかし、それは増加する。

• 配管の複雑さ
• フランジ接続
• 設置重量
• 潜在的な外部漏洩箇所

A ダブルボールバルブ2つのボール機構を1つのバルブ本体内に統合し、中央にブリードポートを設けることで、システム全体がよりコンパクトになり、メンテナンスも容易になります。

海洋プロジェクトやモジュール式スキッドシステムにおいては、配管やフランジの数を削減することで、顕著な違いが生まれる可能性がある。

ダブルボールバルブの仕組み

動作原理は複雑ではない。

バルブ本体内部には、直列に配置された2つの独立したボール式閉鎖機構がある。それらの間には、ブリードバルブに接続された空洞が設けられている。

最初のボールが閉じると、上流側の流れが遮断されます。2番目のボールは、下流側に独立したシールバリアとして機能します。2つのボールの間にあるブリードバルブを開くと、閉じ込められた圧力が解放され、両方のシールが正しく機能しているかどうかを確認できます。

実際のプラント環境では、オペレーターはブリードポートを次のような目的でよく使用します。

• メンテナンス前に隔離状態を確認する
• 排水トラップメディア
• シートの漏れをチェック
• 安全に空洞の圧力を抜く

DBBバルブが、以下のような危険物を扱う配管で広く使用されている理由の一つはこれです。

• 炭化水素
• 高圧ガス
• 有毒化学物質
• 水素
• LNG

標準的なシングルボールバルブは流量を遮断することはできますが、同等のレベルの検証は提供しません。

フローティング式とトラニオン式のダブルボールバルブ設計

ダブルボール（DBB）バルブは、すべて同じ内部構造を採用しているわけではありません。最も一般的な設計は、フローティングボール式とトラニオンマウント式ボール式の2種類です。

浮遊ボールデザイン

フローティングボール構造は、小型サイズや中圧用途でよく見られる。

この設計では、ライン圧によってボールが下流側のシートに押し付けられ、シール力が発生します。構造が比較的シンプルなため、製造コストの削減に役立ちます。

フローティングダブルボールバルブは、以下の用途で広く使用されています。

• 一般プロセス配管
• 水道システム
• 中圧炭化水素サービス
• ユーティリティアプリケーション

多くの産業システムにおいて、浮体式設計は優れた性能を発揮し、メンテナンスも容易である。

しかし、バルブのサイズと圧力が上昇すると、作動トルクも増加する。大規模なパイプラインシステムでは、これが実用上の制約となる。

トラニオンマウント設計

トラニオンマウント式ダブルボールバルブは、一般的に以下の用途で使用されます。

• 大口径パイプライン
• 高圧ガスシステム
• 洋上設備
• 過酷な使用条件

この設計では、ボールは上下のトラニオンベアリングによって機械的に支持されています。ボールがシートに向かって動くのではなく、シートアセンブリがボールに向かって動きます。

これにより、いくつかの運用上の利点が得られます。

• 低い作動トルク
• 圧力変動下でもより安定したシール性
• 大型サイズでのパフォーマンス向上
• 高頻度運転時の制御性の向上

クラス600、900、1500、またはそれ以上の圧力システムでは、一般的にトラニオンマウント式のDBBバルブが好まれます。

多くのパイプラインエンジニアは、アクチュエータのサイズ選定が容易になるため、自動化システムにもトラニオン設計を選択する。

2つの独立したバルブではなく、ダブルボールバルブを使用する理由とは？

技術的には、ブリード接続を備えた2つの独立したボールバルブでもDBB機能を実現できます。しかし、一体型のDBBバルブには、実際のプロジェクトで重要となるいくつかの実用的な利点があります。

漏洩経路が少ない

フランジ接続部ごとに、外部への漏洩の可能性のある箇所が一つ増える。

2つの独立したバルブを備えた従来型の配置では、通常、以下のものが必要となります。

• 追加フランジ
• 予備のガスケット
• スプールセクション
• ボルトをさらに締める

一体型ダブルボールバルブは、外部接続部の数を削減します。数百個のバルブを備えた大規模施設では、これにより潜在的な漏洩ガスの発生とメンテナンス作業を大幅に削減できます。

重量と設置スペースの削減

洋上プラットフォームやFPSO（浮体式生産貯蔵積出設備）では、スペースが限られているため、構造物の重量がプロジェクトコストに直接影響する。

多くのオフショアEPC請負業者が一体型DBBバルブを使用する主な理由は、配管レイアウトを簡素化し、設置全体の重量を軽減できるためである。

個別のバルブアセンブリと比較して、コンパクトなDBBバルブは通常、以下の要件を満たす必要があります。

• 支持鋼材が少ない
• 設置長さが短くなりました
• 断熱工事の手間が軽減される
• パイプ溶接箇所の減少

海底システムやモジュール式プロセススキッドにおいては、コンパクトな設計が大きな利点となることが多い。

隔離確認が容易

運用上の最大のメリットの一つは、シールの完全性を迅速に検証できることである。

両方のボールを閉じた後、オペレーターはブリードバルブを開けるだけです。圧力が解放されなければ、両方のシールバリアは正常に機能しています。

この方法は、2つのバルブを個別に圧力試験するよりも速く簡単です。

メンテナンス担当者が隔離状態を迅速に確認する必要があるようなシステム停止状況においては、これは非常に有用となる。

3ピース構造、トップエントリー構造、ワンピース構造のボディデザイン

車体構造は、メンテナンスのしやすさと長期的な運用コストの両方に影響を与える。

3ピースボディ

3ピース構造のDBBバルブは、中央本体にボルトで固定されたエンドキャップを使用しています。

この設計により、技術者はバルブをパイプラインから切断することなく内部部品を取り外すことができます。製油所や化学プラントでは、これによりメンテナンスによる稼働停止時間を大幅に短縮できます。

定期的なシート交換が想定される場合、3ピース構造が一般的です。

トップエントリーデザイン

トップエントリー式のDBBバルブは、バルブ本体の上部から内部部品すべてにアクセスできる構造になっています。

このデザインは、以下の分野で広く使用されています。

• 海底システム
• 送電パイプライン
• 洋上プラットフォーム
• 溶接配管システム

バルブ本体はメンテナンス中も配管に接続されたままなので、停止時間を短縮するのに役立ちます。

大口径の重要な配管の場合、上部からの配管方式が好ましい選択肢となることが多い。

一体型ボディ

一体型DBBバルブはコンパクトで軽量ですが、通常はインラインでの修理ができません。

これらは一般的に以下の用途で使用されます。

• 公共サービス
• 小規模な製造ライン
• 低コストアプリケーション

重要な隔離サービスにおいては、多くの事業者は依然として保守しやすい機体設計を好む。

ソフトシート式とメタルシート式のDBBバルブ

シート素材の選択は以下に影響します。

• 漏洩性能
• 温度特性
• 耐摩耗性
• 耐用年数

ソフトシートバルブ

ソフトシート式ダブルボールバルブは通常、以下のものを使用します。

• PTFE
• 強化PTFE
• ピーク

これらの材料は、非常に確実な遮断性能と低い操作トルクを実現します。

ソフトシートDBBバルブは、以下の用途に広く使用されています。

• ガスサービス
• オイルシステム
• 化学処理
• 水素の応用

しかし、軟質材料には耐熱性の限界があり、摩耗の激しい環境では摩耗が速くなる可能性がある。

金属シートバルブ

金属シートDBBバルブは、以下の用途向けに設計されています。

• 高温システム
• 研磨材
• 深刻な圧力条件
• 耐火性アプリケーション

シート面とボール面は通常、以下のような素材を使用して硬質コーティングされています。

• ステライト
• インコネル
• 炭化タングステン

柔らかいシートと比較して、金属製のシートは過酷な使用条件下でより優れた耐久性を発揮します。

多くの金属シートDBBバルブは、以下の認証も取得しています。

• API 607
• API 6FA

防火性能を確保するため。

DBBバルブが一般的に使用されている場所

ダブルボールバルブは、遮断信頼性が極めて重要な様々な産業分野で広く使用されている。

石油・ガスパイプライン

使用例：

• 油井口
• コンプレッサーステーション
• ピグ発射システム
• タンクファーム
• プロセススキッド

パイプライン事業者は、保守時の安全性を向上させ、漏洩リスクを低減するためにDBBバルブを使用しています。

洋上プラットフォームおよびFPSO

コンパクトなDBBアセンブリは、以下の削減に役立ちます。

• 配管の詰まり
• 構造重量
• 保守の複雑さ

耐火性を備えたトラニオンマウント式のDBBバルブは、洋上生産システムで一般的に使用されている。

LNGおよび極低温サービス

極低温DBBバルブは、-196℃までの低温に対応するように設計されています。

特殊な素材と拡張されたボンネット構造により、低温時のシール不良を防ぎます。

水素システム

水素分子は非常に小さく、閉じ込めるのが難しい。

高信頼性シールシステムを備えたDBBバルブは、以下の分野でますます使用されるようになっています。

• 水素燃料補給ステーション
• 水素輸送システム
• クリーンエネルギープロジェクト

化学・石油化学プラント

化学プラントでは、多くの場合、以下の理由から二重隔離が必要となります。

• 有毒メディア
• 腐食性液体
• 危険なプロセスライン

ブリード接続部により、メンテナンス前に安全にキャビティの排水と圧力確認を行うことができます。

ご注文前に確認すべき重要な仕様

DBBバルブを選定する際、エンジニアは通常、以下のパラメータを慎重に評価します。

エンジニアはブリードバルブの仕様も確認する必要があります。品質の低いアセンブリでは、ブリードバルブがシステムの中で最も弱い部品となる場合があります。

DBBバルブを選定する際のよくある間違い

産業プロジェクトでは、仕様に関する誤りが繰り返し発生する。

すべてのDBBバルブが同じであると仮定する

DBBバルブとして販売されている製品の中には、独立した2つのボールではなく、デュアルシートを備えた1つのボールのみを使用しているものがある。

重要な隔離サービスにおいては、必ずバルブの断面図を注意深く確認してください。

熱空洞圧力を無視する

液体が2つの閉じた球体の間に閉じ込められると、熱膨張によって極めて高い内部圧力が発生する可能性がある。

適切な虫歯予防対策は不可欠です。

間違ったボディデザインの選択

溶接配管システムでは、一体型バルブの交換は費用と時間がかかる場合がある。

メンテナンスの容易性については、プロジェクトの初期段階で検討すべきである。

ブリードバルブの品質を見落とす

ブリードアセンブリは、メインバルブ本体の圧力定格および耐腐食性に適合している必要があります。

この点は、調達時に見落とされがちである。

最後に

低圧のユーティリティシステムであれば、標準的なシングルボールバルブで十分な場合もあります。

しかし、以下のような用途では：

• 危険な媒体
• 高圧
• オフショアシステム
• ガス輸送
• 重要なメンテナンス隔離

適切に設計されたDBBバルブより安全で信頼性の高いソリューションを提供します。

のダブルボールバルブこれは、以下の要素を兼ね備えているため、最も実用的なDBB構成の1つであり続けています。

• コンパクトな設置
• 漏洩経路の削減
• 信頼性の高い絶縁検証
• メンテナンスへのアクセスが容易

石油・ガス、LNG、水素、化学産業において安全要件がますます厳しくなるにつれ、統合型DBBバルブシステムはオプションのアップグレードではなく、標準的な運用方法になりつつある。

重要な用途で使用するバルブを選定するエンジニアにとって、価格だけを比較するよりも、実際の内部設計、シート構造、耐圧性能、メンテナンスの容易性などを検討する方が重要な場合が多い。