高温高圧バルブ 蒸気パイプライン、ボイラーシステム、発電所、製油所、石油化学プロセスライン、サーマルオイルシステム、高圧ガスライン、および通常のユーティリティバルブが適さないその他の厳しい産業サービスで使用されます。
このような用途では、バルブの選択はサイズと圧力クラスだけに依存することはできません。たとえば、クラス 600 バルブは、実際の温度、本体材質、シート材質、ガスケット、パッキン、または圧力温度定格が動作条件と一致しない場合には適さない可能性があります。バルブ構成全体を 1 つの圧力およびシール システムとして選択する必要があります。
このガイドでは、産業用バイヤーが高温および高圧バルブをバルブのタイプ、材質、トリム、シート、パッキン、ガスケット、蒸気の状態、圧力温度定格、および見積要件ごとに選択する方法を説明します。
より幅広い材料の選択については、当社の資料をお読みください。 バルブ材質選定ガイド。発電所および蒸気パイプラインの用途については、当社の製品を確認してください。 電力および蒸気バルブのソリューション.
高温高圧バルブとは何ですか?
高温高圧バルブは、高温、高圧、差圧、熱サイクル、流体浸食、またはプロセスの過酷さが標準の低圧ユーティリティバルブの能力を超える用途向けに設計された工業用バルブです。
これらのバルブは、オンオフ分離、流量調整、逆流防止、圧力制御、蒸気絞り、サーマルオイルサービス、または厳しいプロセス制御に使用できます。最終的なバルブの設計は、媒体、温度、圧力、動作頻度、プロジェクトの仕様によって異なります。
一般的な高温高圧バルブの用途には次のものがあります。
- 過熱蒸気パイプライン
- 飽和蒸気システム
- ボイラー給水およびボイラー補助システム
- 発電所の主蒸気ラインと補助蒸気ライン
- 製油所の高温プロセスライン
- 石油化学熱プロセスシステム
- サーマルオイルおよび熱伝達システム
- 高圧ガスおよびオイルのサービス
- 高圧化学パイプライン
- 過酷なサービスのコントロールバルブの用途
標準バルブが高温高圧使用で故障する可能性がある理由
高温高圧の使用により、バルブ本体、ボンネット、シート、ステム、ガスケット、パッキン、ボルト締め、アクチュエーターにさらなるストレスが発生します。通常の水や低圧空気の供給では正常に機能するバルブでも、蒸気、精製所、発電所の用途ではすぐに故障する可能性があります。
一般的な障害リスクには次のようなものがあります。
- 熱膨張やシートの磨耗によるシートの漏れ
- 高温やステムの動きによるパッキン漏れ
- 圧力と熱サイクルによるガスケットの破損
- 高温でのボディまたはボンネットの材料応力
- 蒸気速度または圧力降下によって引き起こされるトリムエロージョン
- 制御サービスにおけるキャビテーションまたはフラッシング
- 金属シートバルブの高い作動トルク
- 温度やトルクの変化によるアクチュエータの選択の誤り
- 高温使用時のボルト締め緩和
- 温度制限を超えてソフトシートを使用すると早期故障が発生する
このため、購入者はバルブ本体の材質だけでなく、バルブアセンブリ全体を検討する必要があります。
高温高圧用バルブの種類
| バルブの種類 | 主な機能 | 一般的な高温・高圧での使用 | キー選択ポイント |
|---|---|---|---|
| ゲートバルブ | オンオフ絶縁 | 主蒸気、製油所、高圧パイプライン | ボディ材質、ウェッジデザイン、シートハードフェーシング、パッキンおよびボルト締め |
| グローブバルブ | 遮断と適度な規制 | 蒸気、サーマルオイル、プロセス制御、高圧ユーティリティライン | トリム素材、シートの侵食、圧力降下、グラファイトパッキン |
| 逆止弁 | 逆流防止 | ボイラー給水、ポンプ吐出、蒸気およびプロセスライン | ディスクの衝撃、スプリングの材質、シートの摩耗、ウォーターハンマーのリスク |
| ボールバルブ | 高速オンオフ分離 | 高圧油、ガス、蒸気、サーマルオイルおよび化学サービス | シートの材質、キャビティリリーフ、防火設計、操作トルク |
| コントロールバルブ | 流量、圧力、または温度の制御 | 過熱蒸気、給水、製油所、プロセス制御 | トリムデザイン、キャビテーション、フラッシング、ノイズ、エロージョン、アクチュエーター保護 |
| ベローズグローブバルブ | 外部漏れ低減 | 蒸気、サーマルオイル、危険または漏れに敏感なサービス | ベローズ材質、圧力温度定格、バックアップパッキン |
高圧絶縁については、当社の製品を確認してください。 高圧ボールバルブ。蒸気の遮断または適度な調整については、当社の製品を確認してください。 蒸気グローブバルブ。プロセス規制については、当社の製品を確認してください。 コントロールバルブソリューション。外部漏洩に敏感なサービスについては、当社の ベローズグローブバルブ.
高温用バルブの材質選択
ボディの材質は、高温高圧バルブにとって最も重要な決定事項の 1 つです。ただし、適切な材料は、実際の設計温度、圧力クラス、媒体、腐食状態、バルブの構造、プロジェクトの標準によって異なります。
| 材質 | マテリアルファミリー | 一般的な使用方法 | 購入者メモ |
|---|---|---|---|
| WCB | 鋳造炭素鋼 | 一般的な圧力サービス | 工業用バルブに一般的ですが、温度制限とプロジェクト要件を確認する必要があります |
| A105 | 鍛造炭素鋼 | 鍛造高圧バルブ | 低温または高合金性能が要求されない鍛造バルブに一般的 |
| WC6 | 鋳造合金鋼 | 高温蒸気、製油所、電力サービス | 炭素鋼では高温性能が不十分な場合に使用 |
| WC9 | 鋳造合金鋼 | 高温蒸気、精製所、電力サービス | より強力な高温合金の性能が必要な場合に検討されます。 |
| F11 | 鍛造合金鋼 | 鍛造高温バルブ | 蒸気、精油所、熱プロセス用途向けの鍛造合金鋼オプション |
| F22 | 鍛造合金鋼 | 鍛造高温バルブ | より要求の厳しい高温鍛造バルブのサービスを見直しました |
| CF8/F304 | 鋳造/鍛造304系ステンレス鋼 | ステンレス全般のサービス | 多くのクリーンまたは軽度の腐食性サービスに適していますが、重度の塩化物サービスには適していません |
| CF8M/F316 | 鋳造/鍛造316系ステンレス鋼 | 化学薬品、塩化物、その他腐食性のサービス | 多くの用途において 304 タイプのステンレス鋼より優れた耐食性 |
| インコネル / モネル / 特殊合金 | ニッケル合金・特殊合金 | 過酷な温度または腐食サービス | 媒体、温度、腐食、および文書のレビュー後にのみ選択されます |
鋳造合金鋼材料の比較については、当社の製品を参照してください。 WC6 と WC9 のバルブ材質ガイド.
高温使用向けのバルブトリムとハードフェーシング
トリムは流れ、圧力降下、浸食、絞り、シールの摩耗に直接さらされるため、トリムの素材は非常に重要です。高温蒸気やプロセスサービスでは、間違った材料を選択すると、トリムが本体よりも早く故障する可能性があります。
高温トリムには次のものが含まれる場合があります。
- ステム
- ディスク
- ウェッジ
- シートリング
- プラグ
- コントロールバルブケージ
- ボール表面
- 逆止弁ディスクまたはスプリング
- 硬化処理されたシール表面
一般的なトリムとサーフェスのオプションは次のとおりです。
- 一般産業用 13Cr ステンレス鋼トリム
- 耐食サービス用の 304 / 316 ステンレス鋼トリム
- 蒸気浸食、摩耗、高温シール面用のステライト硬化表面仕上げ
- モネル、インコネル、または重度の腐食または高温条件用の特殊合金トリム
- グローブバルブ、ゲートバルブ、および厳しい遮断サービス用の硬化処理シートリング
- キャビテーション、フラッシング、または高圧降下サービス用の特別な制御バルブトリム
内部部品の材質の選択については、当社の資料をお読みください。 バルブトリム材料ガイド.
高温高圧バルブのシートの選択
シートの材質は、遮断性能、漏れクラス、温度特性、トルク、耐用年数を決定します。高温高圧バルブの場合、シートの選択は購入者の予想よりも重要なことがよくあります。
| シートタイプ | 一般的な使用方法 | 主な利点 | 主な注意事項 |
|---|---|---|---|
| PTFEシート | 清潔で適温なサービス | 低摩擦で良好な遮断性 | 多くの高温蒸気や過酷な使用には適しません。 |
| RPTFEシート | 適切な使用時に標準 PTFE よりも高い圧力 | 標準の PTFE よりも優れた強度 | 温度と媒体の制限を引き続き確認する必要があります |
| PEEK/PPLシート | 高温用ボールバルブの用途 | 多くのソフトシートよりも優れた温度機能 | コストと化学的適合性を検討する必要がある |
| メタルシート | 蒸気、サーマルオイル、研磨剤、または過酷な高温での使用 | 高温耐性と耐摩耗性 | より高いトルクと漏れ等級を確認する必要があります |
| ステライト硬化処理シート | 蒸気浸食、スロットリング、および厳しい遮断サービス | 摩耗性と高温耐久性の向上 | 正しい機械加工、ラッピング、検査が必要 |
高温ボールバルブのシールについては、当社の製品をお読みください。 ソフトシート vs メタルシート ボールバルブ そして PTFE と PEEK ボールバルブシールの比較.
パッキンとガスケットの選定
高温高圧バルブでは、パッキンやガスケットの材質が弱点となることがよくあります。パッキンやガスケットが実際の圧力や温度に耐えられない場合、適切な本体材質でも漏れを防ぐことはできません。
一般的な高温シーリング オプションには次のものがあります。
- 蒸気および高温サービス向けの柔軟なグラファイトパッキン
- 逃散排出物制御のための低排出グラファイトパッキン
- 多くのフランジ付き高圧用途向けのうず巻形ガスケット
- 高温ボンネットシール用グラファイトガスケット
- 選択された高圧フランジ システム用のメタル ガスケットまたは RTJ ガスケット
- ベローズシールグローブバルブのバックアップパッキン
購入者は次のことを確認します。
- パッキンは設計温度に適していますか?
- ガスケットは圧力および熱サイクルに適していますか?
- 低排出パッキンは必要ですか?
- ボンネットガスケットはメディアと互換性がありますか？
- フランジガスケットはフランジ規格に合わせて選定されていますか？
- ボルトの材質は温度に適していますか?
圧力-温度評価: 圧力クラスだけでは不十分な理由
多くの購入者は、クラス 150、クラス 300、クラス 600、クラス 900、クラス 1500、またはクラス 2500 のバルブを求めます。圧力クラスは重要ですが、高温での最終許容圧力を定義するものではありません。
温度が上昇すると、バルブ材質の許容圧力が低下する場合があります。したがって、購入者はバルブ規格、本体材質、フランジ規格、設計条件に従って圧力温度定格を確認する必要があります。
購入者は以下を確認する必要があります。
- 呼び圧力クラス
- 設計圧力
- 設計温度
- 使用圧力
- 動作温度
- 最大差圧
- 圧力温度定格表
- 材質群とバルブ規格
- フランジの定格と端部の接続
- ガスケットとボルト締めの適合性
高圧クラスだからといって、バルブがあらゆる高温条件に適していることを自動的に意味するわけではありません。圧力定格、本体材質、ガスケット、ボルト締めおよびシーリング設計を合わせて確認する必要があります。
蒸気サービス用バルブの選び方
蒸気サービスは、高温高圧バルブの最も一般的な用途の 1 つです。蒸気システムには、飽和蒸気、過熱蒸気、主蒸気、補助蒸気、ボイラー給水、復水、およびタービン補助ラインが含まれる場合があります。
蒸気バルブの選択については、購入者は以下を確認する必要があります。
- 飽和蒸気または過熱蒸気
- 蒸気圧力
- 蒸気温度
- 主蒸気または補助蒸気サービス
- スロットリングが必要かどうか
- 熱サイクルが頻繁に行われるかどうか
- 凝縮水または二相流が存在するかどうか
- バルブが隔離、調整、逆流防止のいずれの目的で使用されるか
- 必要な漏れクラス
- グラファイトパッキンまたはメタルシートが必要かどうか
蒸気バルブの種類の選択:
| スチームアプリケーション | 推奨バルブタイプ | 選択フォーカス |
|---|---|---|
| 主蒸気隔離 | ゲートバルブまたは高性能シャットオフバルブ | 合金鋼ボディ、硬化処理シート、グラファイトパッキンおよび圧力温度定格 |
| 蒸気調整 | グローブバルブまたはコントロールバルブ | トリムエロージョン、圧力降下、シート漏れ、アクチュエータのサイジング |
| ボイラー給水 | 玉形弁、逆止弁、または制御弁 | 圧力、温度、キャビテーション、トリム材質 |
| 復水ライン | 玉形弁、逆止弁、ボール弁 | ウォーターハンマー、逆流防止、腐食リスク |
| 蒸気制御 | コントロールバルブ | 過熱蒸気、圧力降下、騒音、浸食、アクチュエーター保護 |
アプリケーションベースの蒸気バルブの選択については、当社の製品を確認してください。 電力および蒸気バルブのソリューション.
高温使用における高圧ボールバルブ
ボールバルブは、高圧パイプラインでの迅速なオンオフ遮断のために一般的に選択されます。ただし、高温で使用する場合は、シートの材質、ステムのシール、キャビティの圧力解放、および防火設計に特別な注意を払う必要があります。
高温高圧ボールバルブについては、以下を確認してください。
- フローティングまたはトラニオン取り付け設計
- ソフトシートまたはメタルシート
- PTFE、RPTFE、PEEK、PPL、またはメタルシートの互換性
- キャビティの圧力解放要件
- 防火設計要件
- 帯電防止設計要件
- ステムパッキン温度限界
- 温度における作動トルク
- アクチュエータのサイジングマージン
- 端部接続: フランジ、溶接、ねじ込み、またはソケット溶接
高圧絶縁要件については、当社の資料を参照してください。 高圧ボールバルブ.
高温高圧用コントロールバルブ
高温高圧サービスにおける制御バルブは、単純な遮断バルブよりも詳細なエンジニアリングレビューが必要です。バルブトリムは、継続的な圧力降下、高速度、キャビテーション、フラッシング、エロージョン、振動、騒音を経験する可能性があります。
制御バルブの選択には次のものが含まれる必要があります。
- 流量と制御範囲
- 最大圧力差
- 入口および出口圧力
- 動作温度
- バルブ Cv 要件
- トリム素材とトリムスタイル
- 必要に応じて、アンチキャビテーションまたは低ノイズトリム
- アクチュエータの種類と故障位置
- ポジショナーと計器の空気要件
- 必要に応じて高温延長ボンネット
蒸気とプロセス流量の調整については、当社の製品を確認してください。 コントロールバルブソリューション.
高温高圧バルブの用途
発電所
発電所には、蒸気パイプライン、ボイラーシステム、給水、復水、タービン補助システム、高温プロセスライン用のバルブが必要です。材料の選択、シーリング設計、圧力温度定格、および文書化が重要です。
製油所
製油所のバルブは、高温の炭化水素、プロセスガス、蒸気、サーマルオイル、および高圧ユーティリティシステムを処理する場合があります。合金鋼ボディ、硬化仕上げトリム、グラファイトパッキン、および適切なガスケットが頻繁に見直されます。
石油化学プラント
石油化学サービスには、高温、腐食性流体、熱サイクル、および厳格なプロセス制御が含まれる場合があります。バルブの材質は温度と化学的適合性の両方に適合する必要があります。
蒸気分配システム
蒸気分配バルブには、正しいシート設計、パッキン、ガスケット、本体材質が必要です。グローブバルブ、ゲートバルブ、チェックバルブ、コントロールバルブが一般的に使用されます。
サーマルオイルシステム
サーマルオイルバルブには、耐熱性のシール材料が必要であり、漏れのリスク、火災安全性、パッキンとガスケットの性能を慎重に検討する必要があります。
高圧石油およびガスパイプライン
高圧石油およびガスのサービスには、鍛造鋼、API 6D 設計、耐火構造、静電気防止設計、キャビティの圧力リリーフ、およびプロジェクトの文書化が必要な場合があります。
テストと文書の要件
高温高圧バルブは、バルブ自体と同じくらいテストと文書化が重要なプロジェクトベースのアプリケーションに供給されることがよくあります。
一般的な検査および文書化項目は次のとおりです。
- 材料試験証明書 / MTC
- 熱数トレーサビリティ
- 化学組成と機械的性質
- ステンレス鋼、合金鋼または特殊合金材料のPMI検査
- 静水圧シェル試験
- シート漏れ試験
- 必要に応じて高圧閉鎖テスト
- 必要に応じて低排出ガステスト
- 該当する場合は耐火証明書
- 有料サービスが適用される場合の NACE 要件
- 必要に応じて第三者による検査
- 最終検査報告書
- 図面とデータシートの承認
ドキュメントの詳細については、次のドキュメントを参照してください。 バルブ証明書および品質文書ガイド.
高温高圧バルブを選択する際のよくある間違い
間違い 1: 圧力クラスのみで選択する
圧力クラスだけでは十分ではありません。バルブは、実際の設計圧力、設計温度、および圧力温度定格に対してチェックする必要があります。
間違い 2: シート温度制限を無視する
ソフトシートは、多くの高温蒸気、サーマルオイル、または過酷なプロセス用途には適さない場合があります。 PEEK、PPL、金属シート、または表面硬化シートが必要な場合があります。
間違い 3: 間違った梱包材を使用する
PTFE パッキンは高温での使用には適さない場合があります。グラファイトパッキンは、蒸気および高温用途で一般的に検討されています。
間違い 4: トリム侵食を無視する
蒸気の絞り、高速、高い圧力損失により、トリム表面が損傷する可能性があります。グローブバルブとコントロールバルブは、トリムを慎重に検討する必要があります。
間違い 5: ボールバルブを汎用高温バルブとして扱う
ボールバルブは特定の高温環境で使用できますが、シートの材質、キャビティリリーフ、防火設計、操作トルクを確認する必要があります。
間違い 6: 温度サイクルを無視する
頻繁に加熱と冷却を行うと、ガスケットのシール、ボルト締めの予圧、パッキンの性能、およびアクチュエータの動作に影響を与える可能性があります。
間違い 7: MTC を確認せず、書類をテストしない
高温高圧プロジェクトの場合は、材料証明書、圧力試験報告書、PMI、および第三者検査要件を生産前に確認する必要があります。
高温高圧バルブのバイヤーRFQチェックリスト
見積りを依頼する前に、購入者は十分な作業条件データを提供する必要があります。これにより、間違った選択、繰り返されるコミュニケーションや見積もりのエラーが減少します。
| 必要な情報 | 例・注意事項 |
|---|---|
| バルブの種類 | ゲート、グローブ、チェック、ボール、コントロールバルブ、ベローズグローブバルブ |
| バルブサイズ | NPS / DN サイズ |
| 圧力クラス | クラス150 / 300 / 600 / 900 / 1500 / 2500またはPN定格 |
| 設計圧力 | 圧力温度定格のレビューに必要 |
| 設計温度 | 材質、シート、ガスケット、パッキンの選択に必要 |
| 使用圧力と温度 | 通常の作業状態 |
| 中 | 蒸気、サーマルオイル、炭化水素、ガス、薬品、水など |
| スチームタイプ | 飽和蒸気、過熱蒸気、ドレン、給水 |
| 本体材質 | WCB、WC6、WC9、A105、F11、F22、CF8M、F316 またはプロジェクト資料 |
| トリム材 | 13Cr、SS304、SS316、ステライト、硬化仕上げトリムまたは特殊合金 |
| シート素材 | PTFE、RPTFE、PEEK、PPL、メタルシート、硬化シート |
| パッキンとガスケット | グラファイトパッキン、うず巻形ガスケット、RTJガスケット、プロジェクト固有のシーリング |
| 接続を終了する | フランジ付き、突合せ溶接式、ソケット溶接式、ネジ式、RTJ フランジ |
| 操作方法 | マニュアル、ギアオペレーター、空圧アクチュエーター、電動アクチュエーター |
| テスト要件 | シェルテスト、シートテスト、漏れクラス、耐火性、低排出ガス、第三者検査 |
| ドキュメント | MTC、PMI、テストレポート、図面、データシート、証明書の要件 |
関連する技術リソース
- バルブ材質選定ガイド — バルブ本体、トリム、シート、シール、ガスケット、ボルトの材質選択のための主要なガイド。
- WC6 と WC9 のバルブ材質 — 高温蒸気、製油所、電力サービス向けの鋳造合金鋼材料の比較。
- 電力および蒸気バルブのソリューション — 蒸気パイプライン、ボイラーシステム、発電ユニット向けのアプリケーションベースのバルブ選択。
- 高圧ボールバルブ — 石油、ガス、油圧、蒸気、熱油および産業用パイプライン システムにおける高圧絶縁の製品ページ。
- 蒸気グローブバルブ — 蒸気、サーマルオイル、温度制御サービスの製品ページ。
- コントロールバルブソリューション — プロセスシステムにおける正確な圧力と流量の調整のためのソリューションのページ。
- ソフトシート vs メタルシート ボールバルブ — ソフトシートおよびメタルシートボールバルブのシート選択について説明します。
- PTFE と PEEK ボールバルブシールの比較 — 温度および圧力サービス用のボール バルブ シールの材質の選択について説明します。
産業用バイヤー向けの最終推奨事項
高温高圧バルブは、完全なエンジニアリング システムとして選択する必要があります。ボディ材質、圧力クラス、シート材質、トリム、パッキン、ガスケット、ボルト締め、アクチュエーター、および文書はすべて実際の使用条件と一致する必要があります。
蒸気および発電所のサービスでは、合金鋼材料、グラファイトパッキン、金属シート、硬化仕上げトリム、および適切なガスケットが頻繁に見直されます。高圧オイル、ガス、および熱プロセスサービスの場合、鍛造構造、キャビティリリーフ、防火設計、シート材質および圧力温度定格を注意深く確認する必要があります。
蒸気、発電所、製油所、石油化学、サーマルオイル、石油およびガス、または過酷な産業サービス用の高温高圧バルブの選択に関するサポートが必要な場合は、 Vコアバルブ 媒体、圧力、温度、バルブの種類、材料構成、文書要件を確認できます。
よくある質問
1. 高温高圧バルブとは何ですか?
高温高圧バルブは、高温、高圧、差圧、熱サイクル、または厳しい流体条件が通常のユーティリティバルブの能力を超える用途で使用される工業用バルブです。
2. 高温使用にはどのようなバルブ材料が使用されますか?
一般的な材料には、温度、圧力、腐食状態、プロジェクトの仕様に応じて、WCB、WC6、WC9、A105、F11、F22、CF8、CF8M、F304、F316、および特殊合金が含まれます。
3. ボールバルブは高温使用に使用できますか?
ボールバルブは特定の高温使用環境で使用できますが、シートの材質、キャビティの圧力リリーフ、防火設計、ステムパッキン、操作トルク、およびアクチュエータのサイズを注意深く確認する必要があります。
4. 蒸気絞りにはどのバルブが適していますか?
グローブ バルブとコントロール バルブは、トリム設計により通常のオンオフ バルブよりも優れた流量調整が可能であるため、蒸気の絞りとしてよく検討されています。トリムのエロージョン、圧力降下、シートの漏れをチェックする必要があります。
5. 高温用バルブによく使われるパッキンは何ですか?
フレキシブルグラファイトパッキンは、多くのソフトパッキン材料よりも高温に対応できるため、高温蒸気および熱プロセスバルブ用に一般的に検討されています。
6. 圧力と温度の定格はなぜ重要ですか?
許容圧力は温度と材質によって変化するため、圧力温度定格は重要です。バルブの圧力クラスだけでは、高温での適合性を保証するものではありません。
7. 高温高圧バルブについて購入者はどのような書類を要求する必要がありますか?
購入者は、プロジェクトの要件に応じて、材料証明書、熱価トレーサビリティ、PMI、水圧試験レポート、シート漏れ試験レポート、防火証明書、低排出ガス試験レポート、図面、データシート、および第三者の検査文書を要求できます。
