ボールバルブ

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、および方向を変更するために使用されます。V字型ボールバルブの開口部は、流量調整機能にも優れています。ボールバルブは90度回転させるだけで、小さな回転トルクでしっかりと閉じることができます。完全に均等なバルブ本体の空洞は、媒体に抵抗の少ない直接流路を提供します。

ボールバルブはシンプルな構造で、シール性能が高い。呼び径が小さく、軽量で、材料消費量が少なく、取り付けサイズが小さく、駆動トルクが小さく、操作が簡単で、素早い開閉が実現しやすく、一定の呼び径範囲内で簡単に操作でき、メンテナンスも簡単です。このボールバルブは水、溶剤、酸、天然ガスなどの一般的な作業媒体だけでなく、酸素、過酸化水素、メタン、エチレンなどの厳しい作業条件の媒体にも適しています。

目次

1.ボールバルブの種類

2.ボールバルブの構造と動作原理

3.ボールバルブの設計基準とアプリケーション

4.ボールバルブの利点

5.ボールバルブのメンテナンス

6.ボールバルブ選択ガイド

1.ボールバルブの種類

ボールバルブには多くのバリエーションがあり、新しいタイプのボールバルブもまだ登場している。ボールバルブの特徴や用途によって、ボールバルブはいくつかのタイプに分けられる。

1）ボールの支持方法に基づく：

それは次のように分けられる。 フローティングボールバルブ そして トラニオンボールバルブ

  a. フローティングボールバルブ

その主な特徴は、球体/ボールにはサポートシャフト/トラニオンがないことである。球体/ボールは、弁入口と弁出口の両端にある弁座によって支持されている。図1-1に示すように、弁軸と球／ボールは可動式に接続されている。球は2つの弁座に挟まれ、"浮動状態 "にあります。ボールは、レバーなどの駆動装置により、弁軸とともに2つの弁座の間で自由に回転させることができる。ボールの流路と弁の流路が一致したとき、ボールバルブは開状態になる。流れはスムーズで、バルブの流れ抵抗は最小です。球／ボールを90°回転させると、球／ボールの流路はバルブ通路に対して垂直になります。ボールバルブは閉じた状態になり、球体は流体圧の作用でバルブ出口（バルブの後ろ）の弁座に押し付けられ、密閉性を確保します。

発泡ボールバルブ

フローティングボールバルブの主な利点：構造が簡単、製造が容易、低コスト、信頼性が高い。フローティングボールバルブのシール性能は流体圧力に関係する。同じ条件下では、圧力が高いほどシールしやすくなる。しかし、流体圧力によってボールに発生した力は、完全に弁座に伝わるため、弁座の材質がボールによって伝わる荷重に耐えられるかどうかを考慮する必要がある。大きなサイズのフローティングボールバルブの場合、圧力が高くなると作動トルクが大きくなり、ボール自体の重量も大きくなります。弁座のシール面にかかる重量によって発生する圧力分布は不均一になります。通常、ボア径の水平面上の半円の圧力は小さく、下側の半円の圧力は大きい。その結果、弁座が偏摩耗し、漏れが発生する。したがって、フローティングボールバルブは、一般的に8 "より小さいサイズのバルブに適しています。

b. トラニオン式ボールバルブ

ボールは上部ステム及び下部トラニオンと連結されるか、または、上部トラニオン及び下部トラニオンと鍛造(溶接)され、ベアリング/トラニオンプレート上で一体化されたインテグラルカップリングタイプのボールとなります。従って、ボールはバルブ本体に対して垂直に自由に動くが、流路軸に沿っては動かない。従って、トラニオン取付型ボールバルブが作動しているとき、ボールにかかる流体圧によって発生する力はすべてベアリング/トラニオンに伝達されます。ボールは弁座に向かって押されることはありません。そのため、弁座が過度の圧力を受けることはありません。トラニオンマウントボールバルブは、低トルク、過度の圧力によるバルブシートの小さな変形を持っています。それは安定したシーリング性能、長い耐用年数、高圧およびより大きい弁の直径のために適している。

トラニオン式ボールバルブ

トラニオンマウントボールバルブのシールの鍵は、バネ付きバルブシートのシート設計の正しい選択です。シート寸法を適切に設計し、流体圧力とバネ力を十分に活用し、シールの要件を満たすために。

2) ボール取り付けタイプ別ボールバルブの種類

トップエントリー、サイドエントリー、ダイアゴナルエントリーなどに分けられる。サイドエントリーボールバルブには、用途やバルブの大きさによって、一体型と分割型があります。スプリットボディボールバルブはツーピースタイプとスリーピースタイプに分けられます。

  a.トップエントリーボールバルブ

の特徴である。 トップエントリーボールバルブ は、バルブボディが一体型で、ボンネットで上部を覆い、ボール、シールリング、バルブシートはすべてバルブボディの上部から取り付けられている。

トップエントリーボールバルブ

トップエントリーボールバルブの利点オーバーホールや弁座交換の際、バルブをパイプラインから取り外す必要がない。インラインでボンネットを開け、ボールを取り外すことができます。地下パイプライン、特に原子力産業に適しています。3方ボールバルブ、4方ボールバルブ、多方ボールバルブは、球体やボールが大きいため、バルブの両端からの取り付けや取り外しが非常に難しく、多方ボールバルブのボディキャビティ自体が非常に大きく重い。トップエントリーボールバルブはサイドエントリーボールバルブよりも適している。

トップエントリーボールバルブの欠点は、通常、非常に大きく重いサイズと重量です。一般的に、それは高圧アプリケーションには適していません。

  b.サイドエントリーボールバルブ

• サイドエントリー ワンピースボディ

ボールはバルブの一端から取り付けられ、弁座とボールはスクリュースリーブで固定・圧縮される。このボールバルブはシンプルな構造で、部品点数が少なく、製造や取り付けが簡単です。小口径、特に尿素のような粘性や結晶性のある媒体で、バルブ本体を断熱ジャケットにする必要がある場合に適しています。

サイドエントリーワンピースボールバルブ

• サイドエントリースプリット2ピースボディボールバルブ

流路軸に沿ったバルブ本体の垂直断面は、左右非対称のピースに分かれています。ボールはボディキャビティ空間に設置され、左右のバルブピースはフランジまたはネジ式になっています。

サイドエントリー2ピースボールバルブ

バルブ本体が2分割されているため、インテグラルタイプに比べ、バルブ本体の半分が軽量で、鋳造（鍛造）や機械加工が容易です。

• サイドエントリースプリット3ピースボディボールバルブ

サイドエントリー3ピースボールバルブ

呼び径の大きなボールバルブでは、製造や組立工程を容易にするため、サイドエントリー3ピースボディの設計がよく用いられる。バルブ本体は、流路軸に直交する断面において、弁軸に対して両側対称の2つの弁座で3つに分割される。バルブの外観は、均等で整然としており、製造に適しています。欠点は、フランジ端のために重量が増加することである。

2.ボールバルブの構造と動作原理

ボールバルブは、主に弁体、弁座、ボール、弁軸、ハンドル（またはその他の駆動装置）で構成されています。ボールバルブは、丸い貫通孔を持つボールを開閉部として使用します。ボールは弁軸と共に回転し、開閉動作を行います。ボールバルブの主な機能は、遮断または接続です。作動原理は、ハンドルなどの駆動装置で弁軸の上端に一定のトルクをかけ、それをボールに伝えることで、ボールが流路に垂直な軸を中心に90°回転します。球／ボールの穴と本体通路の弁中心線が一致または垂直になると、ボール弁が全開または全閉になったことを示し、通路の開閉目的を達成する。

3.ボールバルブの設計基準と用途

API 608 《金属製ボールバルブ-フランジ、ネジ切り、溶接端

API 6D 《パイプラインおよび配管バルブの仕様書

ISO 7121 《工業用汎用スチール製ボールバルブ

ISO 14313 《石油・天然ガス産業-パイプライン輸送システム-パイプラインバルブ

BS EN ISO 17292《石油、石油化学及び関連産業用金属製ボールバルブ

AWWA C507 《ボールバルブ、6インチから60インチ（150mmから1,500mm）まで。(150mm～1,500mm）》。

ASME B16.5 《パイプフランジおよびフランジ付き継手 NPS 1/2 から NPS 24 メトリック/インチ規格》についてつぶやく

ASME B16.10 《バルブの面間および端から端までの寸法

ASME B16.34 《バルブ-フランジ、ネジ切り、溶接端

ASME B16.25 《突合せ溶接端部

API 607 《クォーターターンバルブ及び非金属シート付きバルブの火災試験

4.ボールバルブの利点

1）流路抵抗が小さく、フルポートボールバルブは流路抵抗がほとんどありません。

2）シンプルなデザイン、小型・軽量

3）高い密閉性現在、ボールバルブのシール面材はプラスチックが広く使用されており、シール性能が高い。完全な密閉、ゼロリークを達成することができ、真空システムで広く使用されている。

4）操作性に優れ、開閉が速く、90°回すだけで全開から全閉になります。リモートバルブとして適しています。

5）メンテナンス性に優れ、シンプルな構成で、交換が容易なダイナミックシールを採用。

6）全開または全閉時、ボールとシートのシール面は、媒体が流れても媒体と接触しません。したがって、シール面が汚染されたり、侵食されたりしにくい。

7）小口径から数mm、大口径から数m、高真空から高圧まで幅広く対応。

8）ボールバルブの開閉はワイピング効果があり、浮遊物を含む媒体に適しています。

5.ボールバルブのメンテナンス

1）ボールバルブの外観を点検する；

2）アクチュエータおよび関連するサポートシステムにオイル漏れがないか確認する；

3) ボールバルブ本体と付属品、フランジ、その他のシール箇所に漏れがないか確認する；

4）ボールバルブのブローダウンは、ボールバルブの定期的なブローダウンは、バルブキャビティとシーリングシステムを清潔に確保するための効果的な手段である。

5) ボールバルブの内部空洞をチェックし、バルブが排出された後、10～20分のインターバルの後、再びドレンバルブを開けてバルブの漏れをチェックする。

6) 手動ボールバルブの場合、全開または全閉が2回以上ある場合は、バルブの開閉が機能しているかどうかを確認する。操作できるのは一人だけです。バルブを操作する際、過度の圧力や力を加えることは許されない。長期間操作しなかったり、低温環境で使用したバルブは、異物が蓄積したり、バルブが詰まったりする問題が発生する可能性があります。ボールバルブを操作する前に、まず少量の洗浄液またはグリースを注入し、バルブシールを保護してください。

7）全開または全閉バルブの動作が機能しているかどうかをチェックし、ブロッキング現象があるかどうかをチェックし、バルブのトルクが大きすぎる場合（一人での操作が困難である）、洗浄液を注入して完全にバルブを洗浄し、移動する必要があります。

8)特定されたすべての問題を修正。

6.ボールバルブ選定ガイド

1）石油や天然ガスのパイプライン、地中に埋設して洗浄する必要があるパイプラインには、フルボア、完全溶接ボールバルブ構造を選択し、地上バルブには、フルポート溶接またはフランジ接続のボールバルブを選択し、製品油のパイプラインと貯蔵装置には、フランジ付きボールバルブを選択します。

2）ガス配管システムにおいては、脱脂を厳密に行い、フランジ接続が可能なトラニオン取付型ボールバルブを選択することが望ましい。低温媒体の配管システムや装置では、ボンネットが拡張された低温用ボールバルブを選択する必要があります。

3）石油精製装置の接触分解装置の配管系では、ライジングステムタイプのボールバルブを選定することができる。化学装置の酸、アルカリ等の腐食性媒体の設備配管系では、シートリングにPTFEを使用したオーステナイト系ステンレス製のフルステンレスボールバルブを選定するのが適切である。

4）冶金システム、電力システム、石油化学設備、都市暖房システムの高温媒体配管システムまたは装置には、金属対金属の密閉ボールバルブが使用される場合があります。流量調整が必要な場合は、ウォームギヤ駆動、空気圧式、電動式のV字型開度調整ボールバルブを選択することができる。

終わり：

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