ボールバルブ、開閉部が（ボールボールバルブは、バルブステムによって駆動され、ボールバルブの軸を中心に回転します。硬質シール付きV型ボールバルブは、V型ボールコアと硬質合金で溶接された金属製バルブシートとの間に強いせん断力があり、繊維、微細な固体粒子などを含む媒体に特に適しています。多方向ボールバルブは、パイプライン上の媒体の合流、分岐、および流れの方向を柔軟に制御できるだけでなく、任意のチャネルを閉じて他の2つのチャネルに接続することもできます。このタイプのバルブは、一般的にパイプラインに水平に設置する必要があります。ボールバルブは、駆動方法に応じて、空気圧ボールバルブ、電動ボールバルブ、手動ボールバルブに分類されます。
ボールバルブとは何ですか？
Aボールバルブは1950年代に発明されました。科学技術の急速な発展、製造工程と製品構造の継続的な改良により、ボールバルブはわずか40年で主要なバルブタイプへと急速に成長しました。欧米の工業国では、ボールバルブの使用は年々増加しています。
我が国では、ボールバルブは石油精製、長距離パイプライン、化学、製紙、製薬、水利、電力、地方自治体、鉄鋼などの産業で広く使用されており、国民経済において重要な役割を果たしています。ボールバルブは90度回転し、プラグ本体は球形で、軸を通る円形の貫通孔または流路があります。
ボールバルブは主に、パイプライン内の媒体の流れを遮断、分配、方向変更するために使用されます。90度回転させるだけで、非常に小さなトルクでしっかりと閉じることができます。ボールバルブは、スイッチや遮断弁、V型ボールバルブとして最も適しています。電動バルブは、パイプラインのパラメータに注意するだけでなく、使用環境条件にも特に注意する必要があります。電動バルブ内の電気機器は電気機械装置であるため、その使用状態は使用環境に大きく影響されます。
ボールバルブの特徴とは？
- 耐摩耗性: ハードシールボールバルブのバルブコアは合金鋼の溶射溶接であるため、シールリングは合金鋼表面処理が施されているため、硬質シールボールバルブは切り替え時に過度の摩耗を生じません。（硬度係数は65～70です。）
- 優れたシール性能硬質シールボールバルブのシールは手作業で研磨されるため、バルブコアとシールリングが完全に適合するまでしか使用できません。そのため、シール性能は信頼性が高いと言えます。
- 低トルク: ハードシールボールバルブのシールリングの底部には、シールリングとバルブコアをしっかりと固定するためにスプリングが使用されているため、外部からの力がスプリングの予圧を超えると、スイッチが非常に軽くなります。
- 長期勤務生活：石油、化学工業、発電、製紙、原子力、航空、ロケット、そして人々の日常生活など、さまざまな分野で幅広く使用されています。
ボールバルブの利点は何ですか？
他のタイプのバルブと比較して、ボールバルブは素早く、スムーズに、そして確実に開閉し、広く使用されており、次のような利点があります。
- スラストベアリングはバルブステムの摩擦トルクを低減し、バルブステムが長期間にわたってスムーズかつ柔軟に動作することを可能にします。
- 帯電防止機能：ボール、バルブステム、バルブ本体の間にバネが配置されており、切り替えプロセス中に発生する静電気を伝導します。
- 材料はポリテトラフルオロエチレンは優れた自己潤滑性とボールとの摩擦損失の小ささを備えているため、ボールバルブの耐用年数は長くなります。
- 流体抵抗が小さい：空気圧ボールバルブは、あらゆるバルブの種類の中で最も流体抵抗が小さい。小径の空気圧ボールバルブであっても、流体抵抗は非常に小さい。
- 信頼性の高いバルブステムシール：バルブステムは回転するだけで持ち上がらないため、バルブステムのパッキンシールは損傷しにくく、媒体圧力の上昇に伴ってシール能力が向上します。
- 優れた弁座シール性能：ポリテトラフルオロエチレンなどの弾性材料で作られたシールリングはシールしやすく、ボールバルブのシール能力は媒体圧力の増加とともに向上します。
- 流体抵抗が小さいフル径ボールバルブは、基本的に流体抵抗がありません。
- シンプルな構造、小型軽量。
- 密閉性と信頼性に優れています。2つのシール面を備え、ボールバルブのシール面材料には様々なプラスチックが広く使用されており、優れたシール性能を発揮し、完全なシールを実現できます。真空システムにも広く使用されています。
- 操作が簡単で、開閉も素早く、90度回転させるだけで全開から全閉まで切り替えられるので、遠隔操作にも便利です。
- メンテナンスが容易で、ボールバルブは構造がシンプルで、シールリングは一般的に可動式であるため、分解や交換が簡単です。
- バルブが完全に開いている状態、または完全に閉じている状態では、ボールとバルブシートのシール面は媒体から隔離されており、媒体が通過する際にバルブのシール面が侵食されることはありません。
- 用途は幅広く、直径は数ミリメートルから数メートルまで、高真空から高圧まで使用可能です。
- ボールバルブは開閉時に拭き取り作用があるため、固体粒子が浮遊する媒体でも使用できる。
- 加工精度が高いが、コストが高く、高温環境での使用には適さない。配管内に不純物があると、不純物によって詰まりやすく、バルブが開かなくなる可能性がある。
ボールバルブの分類とは？
機能分類
- バイパスバルブ: ボールバルブは一般的に静水によって開くため、バイパスバルブはまず圧力を均一にするように設定され、つまり両側に水が満たされます。
- エアバルブ水を入れるときは空気が抜かれ、フロートが自動的にバルブを閉じます。排水するときは空気が加えられ、フロートが自動的に下がります。
- 圧力逃がし弁：バルブを開閉する際に、バルブとシールカバーの間の加圧水が除去され、シールカバーの摩耗を防ぎます。
- 排水バルブボールシェル下部から汚水を排出する。
ボールバルブアクチュエータの分類
- 空気圧ボールバルブ
- 電動ボールバルブ
- 油圧ボールバルブ
- 空気圧式および油圧式ボールバルブ
- 電気油圧式ボールバルブ
- タービン伝動ボールバルブ
ボールバルブのシェル／本体材質による分類
- 金属製ボールバルブ： のような炭素鋼ボールバルブ、合金鋼バルブ、ステンレス鋼ボールバルブ、鋳鉄バルブ、チタン合金バルブ、モネルバルブ、銅合金バルブ、アルミニウム合金バルブ、鉛合金バルブなど
- 金属ボディライニングバルブ例えば、ゴムライニングバルブ、フッ素ライニングバルブ、鉛ライニングバルブ、プラスチックライニングバルブ、エナメルライニングバルブなど。
- 非金属材料製バルブ例えば、セラミックバルブ、ガラスバルブ、プラスチックバルブなど。
ボールバルブの主なパラメータ
- 公称圧力: PN1.0-42.0MPa、ANSI CLASS 150-2500、JIS10-20K
- 公称直径: DN6~1200、NPS 1/4~48
- 接続終了フランジ溶接、突合せ溶接、ねじ込み溶接、ソケット溶接など
- 適用温度: -196℃～540℃;
- 手術: 手動、ウォームギア式伝動装置、空気圧式、電動式、油圧式、ガス・液体連動式、電気油圧連動式。
- バルブ本体材質: WCB、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti、CF8(304)、CF3(304L)、CF8M(316)、CF3M(316L)、Ti。水、蒸気、油、硝酸、酢酸、酸化媒体、尿素などの媒体には、さまざまな材料を使用できます。
パイプラインへのボールバルブの取り付け方法と手順
- フランジ端の両側にある保護カバーを取り外し、バルブを全開にした状態で水洗いして清掃してください。
- 設置前に、指定された信号（電気またはガス）に従って機械全体をテストする必要があります（輸送による振動が性能に影響を与えるのを防ぐため）。テストに合格した後（電気アクチュエータ回路図に従って配線した後）のみ、オンラインで設置できます。
- 配管に接続する前に、配管内に残っている不純物を洗い流してください（これらの物質はバルブシートやボールを損傷する可能性があります）。
- 設置作業中は、アクチュエーターや付属品の損傷を防ぐため、バルブのアクチュエーター部分を持ち上げる支点として使用しないでください。
- このタイプのバルブは、パイプラインの水平方向または垂直方向のどちらにも設置する必要があります。
- 設置場所付近の配管は、たるんだり、外部からの力が加わったりしてはならない。配管のずれを防ぐために、配管ブラケットや支持具を使用することができる。
- パイプラインに接続した後、フランジ接続ボルトを規定トルクで締め付けてください。
ボールバルブの適用場面
ボールバルブは通常、弁座シールリングの材料としてゴム、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレンを使用するため、その作動温度は弁座シールリングの材料によって制限されます。ボールバルブの遮断効果は、流体の作用により金属球がプラスチック製の弁座に押し付けられることによって実現されます（フローティングボールバルブ）。弁座シールリングは、一定の接触圧力下で局所的に弾塑性変形を起こします。この変形により、ボールの製造精度や表面粗さを補正し、ボールバルブのシール性能を確保することができます。
ボールバルブの弁座シールは通常プラスチック製であるため、ボールバルブの構造と性能を選定する際には、耐火性と防火性を考慮する必要があります。特に石油、化学、冶金などの分野では、可燃性および爆発性媒体を扱う機器や配管システムでボールバルブを使用する場合は、耐火性と防火性に特に注意を払う必要があります。
一般的に、ボールバルブは、二段階位置調整、厳密なシール性能、泥、摩耗、収縮チャネル、迅速な開閉動作（1/4回転での開閉）、高圧遮断（大きな圧力差）、低騒音、キャビテーションおよびガス化、大気への漏洩が少ない、小さな操作トルク、および小さな流体抵抗といった特徴を持つパイプラインシステムで推奨されます。
ボールバルブは、軽量構造、低圧遮断（圧力差が小さい）、腐食性媒体のパイプラインシステムにも適しています。また、低温（極低温）機器やパイプラインシステムにも使用できます。冶金産業の酸素パイプラインシステムでは、厳密に脱脂されたボールバルブを使用する必要があります。石油パイプラインやガスパイプラインの主配管を地下に埋設する必要がある場合は、フルボア溶接ボールバルブを使用する必要があります。調整性能が求められる場合は、V字型開口部を持つ特殊構造のボールバルブを選択する必要があります。石油、石油化学、化学、電力、都市建設などの分野では、使用温度が200度を超えるパイプラインシステムには、金属対金属シールボールバルブを選択できます。
ボールバルブの利点と欠点
ボールバルブの利点：
- 最も低い流体抵抗（実際には0）を持つ。
- 潤滑剤がない状態でも作動中に詰まることがないため、腐食性媒体や低沸点液体でも安心して使用できます。
- 広い圧力および温度範囲において、完全な密閉性を実現できる。
- 高速な開閉が可能で、構造によっては開閉時間がわずか0.05～0.1秒と非常に短いため、試験台の自動化システムでの使用が保証されます。バルブを高速で開閉する際、衝撃のない動作を実現します。
- 球状の閉鎖部品は、境界位置に自動的に位置決めすることができる。
- 作動媒体は両側とも確実に密閉されている。
- バルブが完全に開いた状態と完全に閉じた状態では、ボールとバルブシートのシール面は流体から隔離されているため、高速でバルブを通過する流体によってシール面が侵食されることはありません。
- 構造がコンパクトで軽量であるため、低温媒体システムにとって最も合理的なバルブ構造と言える。
- バルブ本体は左右対称であり、特に溶接構造のバルブ本体は、配管からの応力に十分耐えることができる。
- 閉鎖部は、閉鎖時の高圧差に耐えることができます。⑾ バルブ本体が完全に溶接されたボールバルブは、直接地中に埋設できるため、バルブ内部が腐食せず、最大耐用年数は30年に達します。石油・天然ガスパイプラインに最適なバルブです。
ボールバルブの欠点
- ボールバルブの主弁座シールリングはポリテトラフルオロエチレン製であるため、熱膨張係数が大きく、冷間流動に敏感で、熱伝導率が低い。そのため、シール材が硬化すると、シールの信頼性が損なわれる。
- さらに、ポリテトラフルオロエチレンは耐熱性が低く、180℃以下の温度でしか使用できません。この温度を超えると、シール材が劣化します。長期使用を考慮すると、一般的には120℃でのみ使用されます。
- その調整性能は、ストップバルブ、特に空気圧バルブ（または電動バルブ）よりも劣る。
投稿日時：2025年2月11日