簡単な概要
ゲートバルブ 水、石油、ガス、産業処理システムのパイプラインを隔離する上で重要な役割を果たします。遮断の信頼性は、ウェッジのタイプ、ステムの設計、シール材、および圧力クラスによって異なります。内部漏れや不完全な閉鎖など、パフォーマンス上の問題の多くは、通常、製造上の欠陥ではなく仕様の誤りによって引き起こされます。
このガイドでは、技術的に焦点を当てた概要を説明します。 ウェッジゲートバルブの構造、動作原理、種類、材質、選定のポイント、エンジニアと購入者が長期的なサービスのための正しい構成を指定するのに役立ちます。
慎重な選択が重要な理由
バルブの選択を誤ると、漏れ、頻繁なメンテナンス、さらには安全上の問題が発生する可能性があります。選択は、流体の特性、圧力と温度、動作頻度、許容漏れ、メンテナンスへのアクセスという 5 つの主要な要素を中心に行われます。腐食性または高温での使用では、材料の選択も同様に重要です。ダクタイル鋳鉄は飲料水としては経済的ですが、鋳鋼は高圧に役立ち、ステンレスグレードは腐食性化学物質に適しています。
ゲートバルブの5種類
1. ウェッジゲートバルブ
ウェッジ ゲート バルブは、マッチ加工されたシート面に装着されるテーパ付きウェッジを使用します。これは多くの業界にとって堅牢で実績のあるオプションであり、厳密な遮断と機械的強度が必要な場合によく指定されます。熱サイクルが制限されている場合は、ソリッドウェッジ設計が好まれます。柔軟なウェッジまたは分割ウェッジは、わずかな位置ずれや熱膨張に対応します。
一般的な用途: 石油とガス、水道施設、プロセスプラントにおける一般的な絶縁。
2. パラレルスライドゲートバルブ
平行スライド設計では、シート リングにガイドされる 2 つの平らなゲート面を使用します。スプリングまたは機械式アクチュエータがシートをゲートに向かって押して、しっかりと密閉します。これらのバルブは、熱膨張やシートの磨耗が詰まりを引き起こす可能性がある場合に優れています。
一般的な用途: 摩耗後に再装着が必要な蒸気システムおよび高圧パイプライン。
3. 弾力性のあるシートゲートバルブ
ここでは、エラストマーシートが本体またはシートリングに接着または機械的に保持されています。柔らかいシートは、飲料水の供給と消防システムに優れた密閉性をもたらします。正しく指定すると、リークがほぼゼロになることが期待されます。
一般的な用途: 都市水、廃水、および漏れのない隔離が必要な用途に最適です。
4. メタルシートゲートバルブ
温度や研磨粒子によりエラストマーシートが急速に劣化する場合には、硬化またはコーティングされた金属同士のシートが必要です。これらのバルブは、一部の設計では非常に少量の制御された漏れを許容する代わりに、より大きな熱応力と研磨媒体に耐えます。
一般的な用途: 石油化学、スチームヘッダー、スラリー。
5. OS&Y およびノンライジングステムバルブ
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OS&Y（外ネジ＆ヨーク） バルブはステムの外部への移動量を示します。上昇するステムはバルブの位置を示し、目視検査を簡素化します。
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非上昇ステム ハンドルが回転している間、バルブはステムの位置を維持します。これらはコンパクトで、垂直方向のスペースが限られている場所、またはバルブが埋め込まれる場所に最適です。
どちらのスタイルも、サービスのニーズに合わせて、弾性シートまたは金属シートを使用し、さまざまなボディ素材で構築できます。
ゲートバルブ部品 - 検査対象とその理由
コンポーネントを理解すると、選択とトラブルシューティングに役立ちます。
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本文: 圧力を含むシェル。圧力と媒体に適合する材質を選択してください (ダクタイル鋳鉄、鋳鋼、ステンレス鋼)。
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ボンネット: 内部へのアクセスを提供します。ボンネットのデザインとボルト締めパターンはメンテナンス性に影響します。
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ゲート/ウェッジ: 流れをブロックするコンポーネント。固体、柔軟、または平行である場合があります。
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シートリング: 多くの場合交換可能です。弾性インサートまたは金属シートとして存在します。
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ステム: モーションを転送します。ライジングステムまたはノンライジングステムの選択は、フィードバックとスペースに影響します。
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パッキンとグランド: ステムシーリングアセンブリ。梱包材は温度と化学薬品への暴露に適したものでなければなりません。
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作動またはギアボックス: トルクとデューティサイクルの必要に応じて、手動ハンドホイール、ギアボックス、または電動アクチュエータを使用します。
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ボンネットのボルト締めとガスケット: トルクとガスケットのクラスがフランジと温度サービスに一致していることを確認してください。
シートの摩耗、ステムの真直度、パッキンの状態、ボンネットボルトに重点を置いた事前の検査チェックリストにより、高価な故障を防止します。
ゲートバルブはどのように機能しますか?
ゲートバルブは流路に対してゲートを垂直に移動させることで開閉します。一般的な操作手順:
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オープニング: ハンドホイールまたはアクチュエータを回転させるとステムとゲートが上昇し、流路をクリアして圧力損失を最小限に抑えながらフルボアを生成します。
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終わりに: ゲートを下げると、ゲートがリングに収まり、弾性インサートが圧縮されるか、金属面が接触して絶縁が形成されます。
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座席の仕組み: 弾性のあるデザインでは、シートが圧縮されて密閉されます。金属シートバルブでは、精密な機械加工と表面処理により、高温や浸食に耐える金属間の界面が形成されます。
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スロットル用ではありません: 部分的な開口部は乱流を引き起こし、ゲートとシートの両方を損傷する可能性があります。サービスを調整するためのコントロールバルブを選択します。
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トルクとメンテナンス: 金属製のシーティングでは、確実に閉じるためにより高いシーティング トルクが必要です。調達時にアクチュエータのサイズとトルク制限を確認してください。
この直線的な動作を理解することは、メンテナンス サイクルを定義し、故障モードを評価する際に不可欠です。
材質選択：ダクタイル鋳鉄、鋳鋼、ステンレス鋼
材料の選択は、流体の化学的性質、動作温度と圧力、および腐食許容量に基づいて行う必要があります。
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ダクタイル鋳鉄製ゲートバルブ: 経済的で丈夫で、一般的に飲料水サービス用にエポキシコーティングされています。低温から中程度の温度システムに適しており、都市のパイプラインに広く使用されています。
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鋳鋼製ゲートバルブ（WCB）: 高温および高圧向けに設計されています。機械的靭性が要求される石油、ガス、蒸気ラインでは一般的です。
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ステンレス製ゲートバルブ（CF8M・CF3M）: 耐食性が最重要視される、化学プラント、海水ライン、食品グレードのシステムなど、腐食性または衛生的なサービスに選択されます。
仕様に関する注記: 長期的な性能を得るために、材料のトレーサビリティ、熱処理、および必要なライニングやコーティングを確認してください。
実践的な選択ガイド — ステップバイステップ
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サービス条件を定義します。 流体、固形分、圧力、温度、動作頻度。
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座席タイプを選択してください: きれいな水と漏れのない遮断に耐える弾力性。研磨性の高い高温作業用の金属。
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バルブのタイプを選択してください: 従来の絶縁用のウェッジ、熱サイクル用の並列、ゼロリーク用途用の弾性シート。
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素材を選ぶ： 水用ダクタイル鋳鉄。高圧および高温用の鋳鋼。腐食性媒体用のステンレス。
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作動を決定します: 小型バルブ用の手動ハンドホイール。大型サイズまたは自動システム用のギアボックスまたはモーター/空気圧アクチュエーター。
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標準を指定します。 プロジェクトの管轄区域に応じて、API 600、AWWA C515、ISO または EN の同等物。
このデシジョン ツリーに従うことで、手戻りが減り、既存のパイプライン標準との互換性が確保されます。
トラブルシューティングとメンテナンスのヒント
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シート漏れ： シートの損傷、異物、締付トルクの異常がないか確認してください。シートリングに傷や変形がある場合は交換してください。
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バルブの焼きつき： 定期的に弁を鍛えてください。フラッシュされたパイプラインは破片の蓄積を減らします。許可されている場合は、適切な潤滑剤を塗布してください。
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パッキン漏れ： パッキンをサービス用に指定された材質（高温用グラファイトなど）に交換してください。正しいグランドトルクを確保してください。
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アクチュエータの問題: トルク設定と移動制限を定期的に確認してください。電気接続と空気圧接続を確認してください。
作業、検査、およびスペアパーツの在庫 (シート リング、ゲート、ステム、パッキン) の間隔を定めた書面によるメンテナンス計画を作成することがベスト プラクティスです。
技術的な比較
一般的な圧力損失
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ゲートバルブ (大きく開いた状態): 非常に低い
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玉形弁：中～高
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バタフライバルブ：中等度
座席の特徴
| シートタイプ | に適しています | 主な利点 |
|---|---|---|
| 弾力のある座り心地 | 水道、消防 | しっかりとした遮断 |
| 金属着座 | 蒸気、石油化学 | 高温耐性と耐摩耗性 |
業界のトレンドと洞察
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漏れ制御: 電力会社は、無収水損失を最小限に抑えるために、弾力性のあるシート設計をますます好んでいます。
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物的需要: 化学および淡水化プロジェクトにより、ステンレス鋼バルブの需要が高まります。
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自動化: より多くの隔離バルブには位置センサーと予知保全のための遠隔作動が取り付けられています。
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規格とトレーサビリティ: クライアントは、コンプライアンスと保証のニーズを満たすために、認証された材料と追跡可能な文書をますます求めています。
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ゲートバルブ
スタイルと使用方法の推奨事項
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絞りにはゲートバルブを使用しないでください。流量調整にはグローブまたは専用の制御弁を使用してください。
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特に安全性が重要な用途において、バルブの状態を視覚的に示す必要がある場合には、OS&Y 構造を使用してください。
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埋設またはスペースが限られた設置の場合は、非上昇ステムを指定します。地下設置用の延長ステムを提供します。
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ダウンタイムを短縮するために、重要なバルブが存在する現場に予備のシートリング、ステム、パッキンを保管してください。
結論と行動喚起
正しいバルブのタイプ、シート構造、および材料を選択すると、メンテナンス時間が短縮され、ライフサイクルコストが削減され、安全性が向上します。選択のサポートについては、 フランジ付きゲートバルブ ダクタイル鋳鉄、鋳鋼、またはステンレス鋼の場合は、カスタマイズされた推奨事項と迅速な見積りについて当社のエンジニアリング チームにお問い合わせください。
Vacore バルブへのお問い合わせ 仕様サポートのため。
よくある質問
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ゲートバルブの主な目的は何ですか?
ゲート バルブは完全な隔離を目的としており、開いたときに最小限の流れ抵抗を提供します。 -
ゲートバルブの主要部品は何ですか?
ボディ、ボンネット、ゲート/ウェッジ、シートリング、ステム、パッキン、ハンドルまたはアクチュエーター、およびボルト/ガスケット。 -
ゲートバルブはどのように機能しますか?
直線運動により、ゲートを上昇させて開き、下降させて閉じることで、明確な流路またはシールが生成されます。 -
ゲートバルブを絞りに使用できますか?
いいえ、部分的に開くとシートやゲートが損傷する危険があるため、お勧めできません。 -
金属シートのデザインを指定する必要があるのはどのような場合ですか?
高温、研磨性、浸食性のサービスには金属シートを指定してください。 -
腐食性媒体に最適な材料はどれですか?
ステンレス鋼グレードは通常、耐食性が重要な場合に使用されます。 -
OS&Yバルブは何に使用されますか?
これは、特に安全システムや消防システムなど、バルブの位置を視覚的に確認する必要がある場合に使用されます。
参考文献
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ASME B16.34 – バルブ: フランジ付き、ネジ付き、溶接端。
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AWWA C515 – 給水サービス用の弾性シートゲートバルブ。
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API 600 – スチール製ゲートバルブ - フランジ付きおよび突合せ溶接端。
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ISO 5208 – 工業用バルブ – 圧力試験。
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バルブ製造者協会 — 技術リソース。
