工業用流体システムのバルブの選び方

工業用流体システムに適したバルブの選択方法

Swagelok シニア プロダクト マネージャー、Joe Bush

バルブの選択は、工業用、配管、および計装システムの適切な設計およびメンテナンスの重要な部分です。特定の用途に適したバルブがなければ、オペレーターは不適切または不十分な流体システムのパフォーマンス、ダウンタイムの増加、および回避可能な安全上のリスクに直面する可能性があります。

バルブは通常、流体システムの初期設計時に選択されます。システムの耐用年数を通じて、メンテナンス技術者は通常、仕様に従って、バルブやその他のほとんどのコンポーネントを、システムにすでにある同じタイプのものと交換します。これにより、最初から適切なバルブを選択することがますます重要になり、オペレータが後でバルブを時期尚早に交換する必要がなくなります。

どのように正しい選択をしますか？

適切なバルブを選択するために、設計者と技術者は STAMPED に従うことができます S を説明する方法 よし、T 温度、A アプリケーション、M エディア、P 安心してください、E nds または付属品、および D 配信。これらの操作条件のそれぞれを徹底的に検討することで、工業用流体および分析サンプリング システムの専門家は適切なバルブを選択することができます。

STAMPED の申請方法はこちら 流体システムの設計に:

S:サイズ

バルブのサイズはその流量容量を決定し、システムの望ましい (または必要な) 流量に対応する必要があります。メーカーは流量係数 (C_v )、バルブ全体の圧力損失と対応する流量との関係を示します。

流量係数、または C_v は、バルブ全体で 1 psi の圧力降下があり、温度が 60°F のときにバルブを通過する、1 分あたりの米ガロン単位の水の量です。気体などの圧縮性流体では、C_v の計算と使用 流量を予測するパラメーターはより複雑ですが、特定のアプリケーションのバルブのサイズを決定する効果的な手段を提供します。

C_vに影響するバルブ設計要因 流路のサイズと形状を含めます。バルブのオリフィスのサイズは、バルブを通過する流体の流れに影響します。オリフィスが大きいほど、潜在的な流量容量が大きくなります。さまざまなタイプのバルブのオリフィスはかなり異なります。たとえば、ボール バルブは流れの抵抗を最小限に抑えますが、ニードル バルブは流れを制限または遅くする可能性があります。これらは、選択プロセスで考慮する必要があります。

疑問がある場合は、メーカーに相談してください。適切なメーカーが、必要なバルブのサイズを決定するのに役立ちます。この目的のために、Swagelok は便利な C_v を提供しています。 アプリケーションに適したバルブを選択するための出発点として使用できる計算機です。

T:温度

バルブが動作する温度に注意してください。これには、バルブが周囲環境の周囲動作温度を制御するのに役立つシステム媒体の両方の温度が含まれます。 「これらの温度は一定ですか、それとも頻繁に変化しますか?」 これらの条件は、バルブの選択や予防保守の頻度に影響を与える可能性があります。

シール材が伸縮する温度変化を考慮してください。また、金属部品は高温で強度を失い、圧力定格が低下する可能性があります。製造元に問い合わせて、バルブが極限で完全にテストされていることを確認することが重要です。

A:アプリケーション

システム内でバルブが何をする必要があるかを検討してください。フローを開始または停止する必要がありますか?フローレベルを調整しますか?流れの方向を制御しますか?システムを過圧から保護しますか?

これらの質問への回答は、設計に選択するバルブのタイプの指針となります。ここでも、単純な双方向ボール バルブを例として考えてみましょう。他のメーカーの一部のボール バルブは絞り機能を提供する場合がありますが、ほとんどのボール バルブは、絞りまたは流れの調整に使用するべきではなく、完全に開いた位置または完全に閉じた位置で使用することを意図しています。目標が流量を絞るか調整することである場合、より良いオプションはニードルまたは計量バルブです。この記事では、バルブの機能と種類について詳しく知ることができます。

M:メディア

適切な材料組成を持つ適切なバルブを選択する際には、システム内のプロセス流体も慎重に検討する必要があります。システム メディアが、バルブ ボディ、シート、ステム チップ、およびその他の柔らかい素材を構成する素材と互換性があることを確認してください。非相溶性は、腐食の問題、脆化、または応力腐食割れにつながる可能性があり、これらはすべて安全上のリスクとコストのかかる生産上の問題を引き起こす可能性があります。

温度と同様に、バルブを使用する場所も考慮する必要があります。工場内や加熱された計器筐体など、気候制御された環境で動作しますか?屋外で、直射日光、雨、雪、霜、氷、温度変化などにさらされますか?塩化物にかなりさらされる海洋環境？バルブとそのコンポーネントには、さまざまな素材があります。バルブの寿命と機能を最大化するために、これらの要因に最も適したものを選択してください。

P:プレッシャー

圧力は、バルブを選択する際のもう 1 つの重要な考慮事項です。この用語が使用される 2 つの異なるコンテキストに注意してください:

• 働くプレッシャー: システムの通常の動作圧力
• 設計圧力: バルブのメーカーが提供する最大圧力限界。 制御された試験条件下で行う場合を除き、流体システム コンポーネントの設計圧力を決して超えないでください。

流体システムの圧力制限は、定格が最も低いコンポーネントに基づいています。バルブを選択するときは、これを覚えておいてください。プロセス流体の圧力と温度は、コンポーネントの性能に大きな影響を与えます。選択したバルブは、圧力を保持し、必要に応じて、幅広い温度と圧力の下で動作する必要があります。設計、材料の選択、および検証はすべて、バルブ性能の重要な側面です。また、圧力と温度は互いに大きな影響を与えることにも注意してください。一般に、プロセス流体の温度が上昇すると、使用圧力定格は低下します。

E:接続を終了

バルブにはさまざまなエンド コネクションが付属しています。これらは、一体型のチューブ継手、パイプのねじ山、パイプのフランジ、溶接された端部などです。伝統的にバルブの構造に関連付けられることはありませんが、端部接続の選択は、バルブの全体的な構成と漏れのないシステムを維持する能力にとって重要です。 .エンド コネクションがシステムの圧力と温度に適切で、サイズが適切であることを確認してください。右エンド コネクションを使用すると、取り付けが簡単になり、追加の漏れポイントを回避できます。

D:配達

これらの各要因を考慮し、用途に最も適したバルブを選択したら、次のように自問してください。何個必要ですか？」

納期厳守と信頼性の高い供給は、流体システムの運用と効率を維持する上で、他の要因と同様に重要です。 STAMPED メソッドの最終ステップとして、サプライヤーを精査します。必要なときに必要な部品を入手できますか?それらはアクセス可能ですか?システムのニーズを理解するために協力してくれますか?

バルブの選択は、安全で効率的な流体システムの設計に不可欠です。バルブの選択と流体システムの設計に関する詳細な情報に興味がありますか?実際の設計に関する知識を高めるために、当社のトレーニング コースへの参加をご検討ください。本日開催予定の仮想コースの詳細については、こちらをご覧ください:

Joe Bush は、Swagelok のシニア プロダクト マネージャーであり、一般産業用バルブ製品ラインの長期的なビジョンと戦略の設定を担当しています。 Swagelok での 26 年間に、高純度サービス グループのテクニカル サービス リーダー、シニア プライシング アナリスト、石油およびガス市場のマーケット マネージャーなど、幅広い経験を積んでいます。