トラニオンボールバルブ

トラニオンボールバルブとは

について トラニオンボールバルブ は、パイプライン内の蒸気、ガス、油などの流体の流れを調整するために不可欠な装置です。流体の流れを遮断または許容するために、軸上で90度回転可能なボールを備えた1/4回転設計です。これらのバルブは、スタート-ストップ流量サイクルを調整するために回転し、中心に球状のディスク設計を持っています。ディスクはしばしばボールと呼ばれ、上部と下部に小さな突出したシャフトがあり、機械的に支持されています。この場合、流量はボール中央の穴の位置によって制御される。トラニオン取付型ボールバルブは、その汎用性から、このようなシャットオフ操作が必要な産業で有用です。

トラニオン式ボールバルブには、ボールを支える適切な支えがある。この支えはシャフトに似た形をしており、トラニオンと呼ばれています。トラニオンは流れから来る付加的な圧力を吸収し、それにより弁座および球の圧力を下げる。トラニオンマウントボールバルブは、低動作トルクを必要とする大規模な実装でその用途を見つける。

トラニオンボールバルブの仕組み

トラニオンバルブは、遮断サイクルを調整することによってパイプライン内の流体の流れを制御する装置です。トラニオンバルブには、配管内の流体の流れを有効または無効にするために必要な要素が含まれています。この機能を実現するために、パイプまたはチューブのセクションを統合するように作られています。

トラニオンボールバルブの構造とは？

トラニオンボールバルブは、従来のボールバルブに似た構造をしています。違いは、ボールを支える機械的なアンカーが多いことです。ボールはX軸の両端からしっかりと支持されます。これは、所定の位置にそれを保持し、それを制御することは非常に容易になります。

トラニオンマウントボールバルブでは、その設計は、機械的に支持されているその上部と下部に悲惨な傾向のシャフトが付属しています。これにより、より大きな直径とより高い圧力に適しています。トラニオンマウントの設計では、ボールは、両端のシートリングを圧縮することによって所定の位置に保持されます。

ボールはその柔軟性により、適度な動きを可能にする。使用中、ボールはシートリングに向かって適度に下流側に浮き、シーリングを行う。浮いているボールにかかる荷重がずっと大きくなると、シートリングはボールに必要な支持を与えることができなくなる。このときこそ、トラニオンの威力が発揮されるのです。トラニオン設計では、ボールが浮く従来の設計に対して、シートリングが浮く部分となる。

ボディ

バルブのボディはボールバルブを固定するケーシングであり、ボールバルブの内部をサポートします。この設計の材料は、使用されるアプリケーションの種類によって異なる製品で作ることができます。一般的に使用される材料には、炭素鋼、低温炭素鋼、ステンレス鋼、二相鋼、インコネル、スーパー二相鋼などがあります。

ボール

これは球形のボール状の円盤で、この円盤が回転することで、しっかりとした回転運動で流れを止めたり始めたりする。一端はトラニオンに、もう一端はステムに接続されている。ボールは回転しながら一定の位置に固定されます。トラニオンボールバルブの弁座はこのボールと接触していることが多く、トルクを減少させます。

シート

トラニオンボールバルブのシートは、ボールを取り囲むように設計されています。アクチュエーターがオンになると、シートがボールをしっかりと固定し、アクセスを遮断します。金属製と軟質（テフロン）の2種類があります。これは、ボールの方向に移動します。

シート

トラニオン

トラニオンボールバルブには、ボールを下からつかむための余分なシャフトがある。このシンプルなシャフトがトラニオンです。その機能は、ボールをしっかりと固定することです。トラニオンは球面ボールの延長である場合もありますが、他のトラニオン取り付けボールバルブでは、溶接ジョイントを介して球面ボールディスクに取り付けられています。

ステム

トラニオンバルブのステムは、ボールと操作部を接続する役割を果たします。ステムには、ボールを固定するためのシャフトが接続されています。また、ボールの動きを制御します。トラニオン式ボールバルブのステムには強化されたアンチブローアウトステムが採用されており、高圧や高温でも破損することなく使用することができます。

注射

注入継手は、シートとステムの部分に設計されています。密封性が損なわれ、漏れが発生した場合、グリースをシーラント注入継手から注入することができる。注入されたシーラントは部分的なシールとして機能し、それ以上の漏れを止めます。

注射

ただし、シーラント注入金具は緊急用であることに留意しなければならない。

トラニオンボールバルブ設計基準

トラニオンボールバルブはAPI6DまたはAPI608で設計され、ASME B16.5、ASME B16.34、ASME B16.10などの業界規格に準拠しています。API 607に準拠した耐火構造となっています。

代表的な素材

トラニオンボールバルブには、鍛造または鋳造のボディ材（スプリットまたはモノブロック）があります。鍛造構造は、高圧で口径の大きなバルブによく使用されます。

トラニオン取付け型ボールバルブの代表的な材料には、以下のようなものがある：

A.ボディ/クロージャ - F304L、A105、A182 F304、F316、F51、F316L、F53、A350 LF2、LF3、インコネル、モネル、ハステロイ（鍛造）、A351 CF3、A351 CF8、A216 WCB、A351 CF3M、A351 CF8M、A890 4A/5A、A352 LCC/LCB（鋳造）

B.ボール- CS+ENP、F304L、F316、A182 F304、F316L、F51、CS+TCC、CS+Ni60、F53

C.シートリテーナ- A182 F304, CS+ENP, F304L, F316, F51, F53, F316L, CS+Ni55, CS+TCC.

D.ステム - A182 F51、A182 F6a、A182 F316、17-4PH、

E.パッキン - RPTFE、グラファイト、PTFE、

シート素材

PTFE： バージンPTFEは、卓越した品質で最も一般的に使用されているシール材です。それはほとんどのサービスに適した属性を持っています。バルブ全体の耐薬品性に優れ、摩擦係数も低い。

RPTFE： RPTFE（強化PTFEとして知られる）は通常、バージンPTFEにガラス繊維を15％添加したものである。バージンPTFEよりも圧力-温度特性が改善され、耐摩耗性も向上している。それは負荷のとき変形に対して有効である。

PCTFE： PCTFEはクロロトリフルオロエチレンのホモポリマーで、引張応力が高く、荷重をかけたときの変形が小さい。

ナイロン6： ナイロンはクラス 600 の弁のための上昇の座席材料です。それは非常に強く、オイル、空気および他の媒体で有用である場合もあります。それは強い酸化代理店のために適切である。

デブロン デブロンは高分子量のポリアミドで、特にガス・石油産業における高温・高圧用途に適しています。また、吸湿性が極めて低い素材です。

PEEK： PEEKは高度な高性能熱可塑性プラスチックである。耐熱性に優れ、熱水や化学薬品にさらされ続けても大丈夫です。

PPL： PPL(ポリパラフェニレン)は摩擦係数の低い優れたシート材です。それは極度な圧力に耐えることができ、また温度に抵抗力がある。

TFMだ： TFM（改質PTFE）は、従来のPTFEの実証済みの利点を維持しながら、特性を改善した改良型化学改質PTFE設計です。

金属だ： 金属製（一般的にはステライト製）シートは、油圧衝撃や研磨媒体の飛散、極端な状況下で採用される。

Oリング材質

NBR ブナN NBRブナN（NBR）は、硬水、油、溶剤、油圧流体に対して耐久性のある万能ポリマーです。

HNBR： HNBR（水素添加NBR）は、媒体安定性という点ではNBRと比較できるが、酸化安定性と熱安定性がはるかに優れている。

バイトン バイトン（フルオロカーボン）は、さまざまな化学物質に適合するフルオロカーボンのエラストマーです。鉱酸、塩素化炭化水素、塩水溶液、石油油などに強い性能を発揮します。

EPDM： EPDMは耐摩耗性、耐引裂性に優れ、さまざまなアルカリや酸に対して優れた耐薬品性を持つ。油、強酸、強アルカリに弱いため、圧縮された空気中には使用しないでください。

FVMQフルオロシルシオン： FVMQ Fluorosilcioneは、耐油性に優れたフッ素化側鎖シリコーンポリマー鎖です。物理的、機械的特性はシリコーンに類似しています。

トラニオンボールバルブの設計に使用される代表的な材料には、この他にも様々なものがあります。

トラニオンボールバルブの主な特長とは

トラニオン式ボールバルブには多くの特徴がある。主なものとしては

緊急シール

トラニオンタイプのボールバルブは、弁座と弁軸にシール剤を注入するように設計されている。シールに失敗した場合、注入シーラントにより一時的な緊急シールが可能です。

アンティック・スタティック

トラニオンボールバルブのステムとボールは非金属部品に吊り下げられているため、ステム/ボールに静電気が帯電する可能性があります。このため、回転するステムやボールとバルブ本体内の金属と金属の接触を保持し、電荷を設計のバルブ本体にアースするのに役立つ帯電防止ボールと金属バネが設計に含まれています。

ブローアウト・プルーフ・ステム

トラニオンバルブのステムには、下端部にショルダーが付いています。これは、ある作業条件下でステムが誤って吹き飛んでしまった場合に備えて、充填ボックスによって固定される。これには様々なデザインがあります。

防火設計

トラニオンボールバルブの設計は、延焼を防止し、環境汚染を防止するために、試験され、火災安全性が認定されています。本製品はAPI 607またはAPI 6FAに従ってテストされ、認定されています。

トラニオンボールバルブの種類とは

ボディ構成に基づく

本体形状の特徴は、ボールバルブがどのように使用できるか、また修理やメンテナンスのしやすさを左右する。これらのパラメータに基づいて、3種類のトラニオンボールバルブを検討する：

サイドエントリートトラニオンボールバルブ

このタイプの設計は、スプリットボディトラニオンマウントボールバルブとも呼ばれます。ボールを横から組み立てます。鍛造金属で作られることが多い。この設計では、本体はしばしば3つまたは2つの部分に分割され、延長部のように結合されます。ボディの一部は、ほとんどの場合、設計の残りの部分よりも大きいです。この大きなピースは、ボールの周りに巻く詰め物とボール自体を保持します。このデザインの場合、簡単に修理が可能で、小さなピースを引き出してバルブにアクセスすることができるため、検査することができます。

メリット

• この設計により、鋳造設計にありがちな欠陥が減少する。
• シンプルで構造が簡単
• 修理が簡単
• トリム機構の位置合わせは非常に簡単
• 信頼性の高い性能、コンパクトな外形、費用対効果の高いソリューションを提供します。
• 広く使われているものなので、すぐに入手できるはずだ

デメリット

• 掃除が大変かもしれない
• スロッティングにより、部分的に露出したシートが錆びる

トップエントリートトラニオンボールバルブ

このトラニオンバルブは、ボールを上部から組み立てるユニークなデザインです。ほとんどが鋳物製です。

ボールバルブの上部には取り外し可能なボンネットカバーが付いています。ボンネットを取り外すと内部の部品に簡単にアクセスできます。バルブの分解・組立も簡単です。トラニオンボールバルブのメンテナンスや修理は、パイプラインから引き抜いて簡単に行うことができます。

メリット

• 最小限のねじ接続で済む構造

• 簡単な構造を提供

• 小容量
• 軽量設計
• 信頼性の高いシーリング
•  メンテナンスが容易
•  バルブ内部へのアクセスを容易にします。
• リーク経路を最小限に抑える

デメリット

• 流量調整ではなく、シャットオフのために設計されているため、調整およびスロットル能力が低い。
• キャビテーションが発生しやすい

溶接ボディトラニオンボールバルブ

この設計は、主に埋設パイプラインでのガス輸送に適用される。60インチまでの大きなサイズです。圧力クラスはASME 900 psiと中程度です。RAMの材質は、遠心鋳造品か鍛造品です。彼らは、マルテンサイトSSと炭素鋼を含む様々な材料で作られています。バルブの主な技術的特徴は、アンチブローアウトステムと3つの様々なデザインパターンでアクセス可能なバルブシートデザインが含まれています：

• DPE（ダブルピストン効果）：この場合、シートは上流圧力またはボディキャビティ圧力によって通電される。
• SPE（シングルピストン効果）：この設計では、シートは上流圧力によって通電され、それ以外には通電されません。
• DUAL（上流がSPE、下流がDPE）：上記の2つのシート設計を組み合わせたものです。シートのシーリングに不具合が生じた場合、二重の遮断が保証される。

メリット

• コンパクトな作りで重量が軽い
• リーク経路が少ない

デメリット

• 設置されたバルブのメンテナンスがしにくい。

ボアに基づく

ボールバルブのボアは、ボールの中心にある穴です。トラニオンボールバルブには、ボアサイズによって2つのタイプがあります。

フルボア

フルボアトラニオンボールバルブの設計の場合、ボアの直径は接続されたパイプラインと一致しています。バルブが開くと、媒体はボアから支障なく流れることができます。それらはピギングが必要である区域か植物で有用である。

メリット

• 小さいサイズのデザイン
• ポート弁の減少による圧力損失を最小限に抑えます。

デメリット

• より重い
• より高価である

縮小ボア

減口径弁は、接続されるパイプラインの直径よりも小さい口径を持つ設計である。流路が制限され、エネルギー損失が大きくなります。ガスや石油産業に適用されます。

メリット

• パイプ内に圧力損失を生じさせる
• サイズが小さい
• 低コスト

デメリット

中空ボールは、閉位置にあるときに流体を閉じ込めることができる。

シール材に基づく

ボールバルブには、ソフトシートとメタルシートの2種類のシートがある。ソフトシート・トラニオン・ボールバルブは、PTFEやデブロンなどの熱可塑性樹脂をシートに使用します。金属シートのボールバルブは、インコネルやハステロイのような金属をシート材料として使用します。ボールバルブのシートのタイプは、独自の特徴を持っているため、独自の利点と欠点を持っています。

ソフトシート

ソフトシートは通常、PTFEなどの熱可塑性物質で構成されています。化学的適合性が必要な環境や、密閉性が不可欠な環境に最適です。

ソフトシート

とはいえ、ソフトシートは汚れた液体や研磨性のある液体には使用しないこと。そのような条件下では、ソフトシートが破損し、バルブが漏れる可能性があります。

メリット

クリーンな流体サービスに最適

デメリット

研磨媒体には適さない

メタルシート

メタルシートバルブとソフトシートトラニオンボールバルブの主な違いは、高温と過酷な使用条件に耐えられることです。厳しい油圧ショック、フラッシング、研磨プロセス流体、高温1,000°F以上にも耐えることができます。

メタルシート

メリット

• 優れた耐食性と耐摩耗性。
• トルクレートが低い。
• タイトなシャットオフとスムーズなコントロール。
• 加圧下での安定性と幅広い温度・圧力範囲。
• 過酷な液体やスラリー状の液体にも耐える

デメリット

• 現場修理不可
• 重厚なデザイン
• リーク率が高い。

身体構造に基づく

トラニオンボールバルブのバルブ本体は、溶接継手によって結合された1つまたは複数のピースを持つことができます。トラニオンボールバルブには、ピースの数によって2つの種類があります。

分割ボールバルブ

このバルブには2つのケーシングがあり、ねじ接続で互いに取り付けられています。ケーシングの一片は、修理や清掃のためにバルブに到達するために簡単に開くことができます。しかし、バルブはパイプラインから切り離す必要があります。

三分割ボールバルブ

スリーピース・トラニオン・ボールバルブは、ツーピース・バージョンより一歩進んでいる。ケーシングの3つの部分がボルトで固定されています。メンテナンスや修理のためにバルブの内部にアクセスするには、1つの部分を取り外す必要があります。しかし、メンテナンスのためにバルブをパイプラインから取り外す必要はありません。

ボディ素材に基づく

鍛造ボールバルブ

鍛造スチールトラニオンボールバルブは、「鍛造」プロセスを使用して製造されます。鍛造は、固体鋼ブロックに熱エネルギーを加え、機械的な力を使って鋼を完成品に加工することに基づいています。この方法は、非常に頑丈で耐久性のあるバルブを製造するために使用されます。例えば、SIO 鍛造鋼バルブは、鉱業・鉱山加工、農業・家畜処理、航空、自動車産業、レンガ工場、雨水プラント、レンダリングプラント、アスファルトプラント、電力・水産業、製薬、化学産業、化粧品産業などで使用されています。

メリット

• 寸法公差と厚さが均一であること
• 高い強度と誠実さを持つ
• 許容可能な方向の流路がある

デメリット

• 高いコストがかかる

鋳造ボールバルブ

鋳造は射出成形の一種で、用意された鋳型に溶けた液体金属を流し込む。冷却後、鋳物を成形する。技術的には、鋳造は、砂型鋳造、圧力鋳造、インベストメント鋳造、シェル鋳造、空洞のない鋳造、低圧鋳造、重力鋳造などに分類することができます。

バルブ鋳造とは、フレームやボンネットなどの部品を鋳造することである。鋳造は鍛造と異なり、液体金属を利用してバルブを製造します。鋳造は複雑なサイズ、パターン、形状のバルブを作るのに有効です。

メリット

• 複雑なデザインでも製造が容易
• 鍛造バルブよりも低コスト

デメリット

• 粒界腐食に弱い
• 気孔率の問題
• サンドポケットの欠陥
• 高い割合でストレスに弱い

トラニオンボールバルブの使用場所

トラニオンボールバルブは、驚くほど多用途です。そのカスタマイズ可能な特性により、様々な業界で使用されています。例えば、トラニオン式ボールバルブは、漏れを防ぐOリングと耐火ステムパックを備えています。また、ステムやシートの緊急シール用のステンレス鋼シール注入継手も付属しています。トラニオン取付型ボールバルブは、化学、石油化学、石油・ガス、LNG、炭化水素産業で広く使用されています。

また、タービン、コンプレッサー、ジェネレーター、セパレーターなどのスキッド、フィールドガス、ポリマー、LNG、原油、産業ガス処理プラント、タンクファーム、自動化プロセスアプリケーション、炭化水素処理、石油精製原料ラインなど、様々な用途に使用されています。トラニオンボールバルブは、大規模、高圧、コンパクト、低温のアプリケーションに適しています。

具体的な用途は以下の通り：

• 空気、気体、液体アプリケーション
• 冷却水・給水システム
• 蒸気サービス
• 楽器のルートバルブ

トラニオンボールバルブをメンテナンスする理由と方法

トラニオンボールバルブの性能を最適に保つことが重要です。そのため、すべてのバルブのメンテナンスが重要です。トラニオンボールバルブのメンテナンスは、設置場所での使用をより長く可能にします。

ソフトシート・バルブは、1/4回転の利点はあるが、クリーンなサービスのみに適している。ほとんどのサービスは完全にクリーンではないので、メンテナンスのオプションがあります。トラニオンボールバルブの場合を見ればわかるように、緊急シーラント注入を使用すると、シートにゴミが付着し、さらに破損することがよくあります。

水洗は必要

このため、洗浄を容易にするために洗浄剤を使用しなければならない。 錆や磨耗を防ぐため、可動部には継続的な潤滑が必要である。

トラニオン取付型ボールバルブは、シール剤注入設備に適切な内部制御弁があることを保証し、また、必要に応じて、バルブにボディ、通気、ドレン継手、パッキングインジェクター、リフトラインが取り付けられていることを保証します。緊急シール剤注入の場合、シートとシール部分に合成潤滑剤を注入することで、緊急時に漏れているシートをシールすることができます。

柔らかいシートインサートは、布地に閉じ込められたわずかな汚染物質によって影響を受ける可能性がある。

前述したように、シートに付着したグリースを除去するためにフラッシング剤を使用すべきである。

配管内に建設残渣物が残っていると、上流側の部品が汚染されるため、ソフトシート・バルブに大打撃を与えます。ソフトシート・バルブを回す前に、ラインを窒素でパージすることを推奨する。シーティングエリアにシーラントを注入することにより、バルブのトルクを最大40％減少させることができ、多くのオペレータは、このためにシーティングエリアに合成潤滑剤を保持することを選択します。

補修とスプレーが重要

スプレーはトラニオンボールバルブのもう一つのメンテナンス方法です。バルブのシートから不純物を吹き付けないことは、80%のトルクを増加させます。これは、緊急シャットダウンと機能バルブが大きな問題になります。

プラントの健全な運転を維持するためには、継続的な点検と修理が必要です。使用するシステムの操作、サイズ、クラス、デザインによって様々なシナリオがありますので、いつものようにインラインバルブの修理の専門家にご相談ください。

概要

Ntgdバルブはプロフェッショナルです。 トラニオンボールバルブメーカーご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。

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