バルブの圧力-温度定格ガイド: 温度によって圧力クラスが変化する理由

バルブ圧力-温度定格 工業用バルブの選択において最も重要ですが誤解されがちな要素の 1 つです。多くの購入者は、クラス 150、クラス 300、クラス 600、PN16、または PN40 などの圧力クラスに注目しますが、圧力クラスだけでは、バルブが実際の動作条件に適しているかどうかを定義することはできません。

バルブの許容圧力は温度によって変化します。室温では許容できるバルブでも、たとえ公称圧力クラスが正しいように見えても、高温では適さない場合があります。ボディ材質、バルブ規格、フランジ規格、エンドコネクション、シート材質、ガスケット、パッキン、ボルト締め、流体の状態はすべて最終的な選択に影響します。

このガイドでは、バルブの圧力と温度の定格がどのように機能するか、圧力クラスが温度によって変化する理由、クラスおよび PN 定格をどのように理解すべきか、および見積をリクエストする前に購入者が提供する必要があるものについて説明します。

基本的な DN、NPS、PN、およびクラスの用語については、「 バルブにおけるDNとPNの意味の説明。厳しい温度および圧力のアプリケーションについては、弊社の資料をお読みください。 高温高圧バルブガイド.

バルブの圧力と温度の定格とは何ですか?

バルブの圧力温度定格は、特定の温度におけるバルブの許容圧力を定義します。通常、バルブの設計規格、ボディ材質グループ、圧力クラス、フランジ規格、温度条件に基づいて決定されます。

簡単に言うと、この評価は次の質問に答えます。

この温度では、このバルブはその材質と規格に従ってどの程度の圧力を安全に処理できますか?

このため、バルブのデータシートには圧力クラスだけを示す必要はありません。また、設計圧力、設計温度、材料、標準および適用可能な圧力温度定格も確認する必要があります。

圧力温度定格は次の影響を受けます。

• バルブ圧力クラスまたはPN定格
• 本体材質
• バルブ設計基準
• フランジ規格
• エンド接続タイプ
• 設計温度
• 設計圧力
• シートとシール材
• ガスケットおよびパッキン材
• ボルト締め材質
• 液体の種類とサービスの重要度

圧力クラスが使用圧力と同じではない理由

圧力クラスは評価システムです。これはパイプラインの実際の作動圧力と同じではありません。

たとえば、クラス 150 バルブは、そのバルブが 150 psi の作動圧力のみに対応することを単に意味するわけではありません。 PN16 バルブは、あらゆる温度および材料条件下で 16 bar で安全に動作できることを自動的に意味するわけではありません。これらのマークは圧力定格システムの一部であり、正しい標準と温度条件を使用して解釈する必要があります。

購入者は以下を区別する必要があります。

許容圧力が温度によって変化する理由

温度が上昇すると、多くのバルブ材料の強度と許容応力が変化します。これは、同じバルブ本体の材質であっても、高温では室温よりも許容圧力が低くなる可能性があることを意味します。

これは、蒸気、サーマルオイル、ボイラー、製油所、石油化学、高温ガスのサービスにおいて特に重要です。バルブには高圧クラスがありますが、温度が十分に高い場合は、許容圧力を慎重に確認する必要があります。

温度は以下に影響を与える可能性があります。

• ボディ素材の強度
• ボンネットとカバーの応力
• ボルト締め性能
• ガスケットシール能力
• パッキン漏れのリスク
• シート素材の安定性
• ステムのシールと操作トルク
• バルブ漏れ性能

このため、高温用バルブの選択には、本体材質、圧力温度定格、シート材質、ガスケット、パッキン、ボルト締めを含める必要があります。

クラス評価と PN 評価

クラスと PN は 2 つの異なる圧力定格システムです。クラス定格は ASME / ANSI バルブおよびフランジ シ​​ステムで一般的に使用され、PN 定格は EN / DIN 関連システムで一般的に使用されます。

PN と Class を 1 つの固定数値だけで変換しないでください。日々のコミュニケーションでは大まかな比較が使用されますが、最終的な選択は、必要なバルブ規格、フランジ規格、材料、およびプロジェクトの仕様に従う必要があります。

クラス 150 は PN16 と同等ですか?

クラス 150 と PN16 は、基本的な購入の議論では同様のものとして扱われることがありますが、すべての規格、材質、温度、フランジ条件において自動的に同一になるわけではありません。

これはよくある購入ミスです。購入者は「クラス 150 は PN16 と同じ」と言うかもしれませんが、技術的な選択はより慎重になる必要があります。プロジェクトの標準に従って、正しいバルブとフランジの定格を確認する必要があります。

クラス 150 と PN16 を互換性のあるものとして扱う前に、次の点を確認してください。

• 必要なバルブ規格
• 必要なフランジ規格
• 本体材質
• 設計温度
• 設計圧力
• 面間寸法
• フランジ穴あけ加工
• ガスケットの種類
• プロジェクトのデータシート

一般的なバルブ圧力クラス

これらは一般的なアプリケーションの指示にすぎません。最終的なバルブの選択は、プロジェクトの標準、実際の媒体、温度、材質、およびデータシートに従う必要があります。

ボディの材質が圧力温度定格に与える影響

同じ圧力クラスであっても、ボディの材質によって許容圧力値が異なる場合があります。炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼、低温鋼、二相ステンレス鋼、およびニッケル合金は、温度下では同じ挙動をしません。

一般的なバルブ本体の材質は次のとおりです。

• WCB 鋳造炭素鋼
• A105 鍛造炭素鋼
• LCB/LF2低温炭素鋼
• WC6 / WC9 高温合金鋼
• F11 / F22 鍛造合金鋼
• CF8/F304ステンレス
• CF8M/F316ステンレス
• F51 / F53 二相および超二相ステンレス鋼
• モネル、インコネル、ハステロイ、その他特殊合金

高温使用の場合は、WC6、WC9、F11、F22などの合金鋼材を検討する場合があります。腐食サービスには、ステンレス鋼、二相鋼、または特殊合金が必要になる場合があります。低温で使用する場合は、LCB または LF2 が必要になる場合があります。

より幅広いボディ素材の選択については、当社の製品をお読みください。 バルブ材質選定ガイド。高温合金鋼の比較については、当社の資料をお読みください。 WC6 と WC9 のバルブ材質ガイド.

シート材質が実際のバルブの選択に与える影響

圧力温度定格は金属ボディだけに関するものではありません。シートの材質によっても、バルブ全体の実際に使用可能な温度と圧力が制限される可能性があります。

たとえば、金属製のバルブ本体は高温に適している可能性がありますが、標準の柔らかいシートは同じ温度には適していない可能性があります。これは、ボールバルブ、バタフライバルブ、プラグバルブ、および一部のコントロールバルブで一般的です。

座席選択の詳細については、こちらをお読みください。 バルブシート材質ガイド。ボールバルブシートの比較については、こちらをお読みください。 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.

ガスケット、パッキン、ボルト締めが定格に与える影響

高圧および高温のサービスでは、ガスケット、パッキン、ボルト締めが重要です。バルブ本体の定格が適切であっても、シーリングシステムが適切でないとバルブから漏れが発生する可能性があります。

購入者は以下を確認する必要があります。

• ボンネットガスケットは設計温度に適していますか?
• フランジガスケットは圧力等級に適合していますか？
• うず巻形ガスケットまたはRTJガスケットは必要ですか?
• 高温使用にはグラファイトパッキンが必要ですか?
• 低排出パッキンは必要ですか?
• ボルトの材質は温度や圧力に適していますか?
• 熱サイクルはガスケットの圧縮に影響しますか?

蒸気および高温の用途では、グラファイトパッキンと適切な高温ガスケットが合金鋼の本体材料とともに検討されることがよくあります。

高温用バルブの圧力-温度定格

高温用バルブは通常、温度が上昇すると許容圧力が低下するため、特別な検討が必要です。これは、蒸気、ボイラー システム、サーマル オイル、精製ユニット、石油化学ライン、発電所の用途にとって重要です。

圧力級のみでバルブを選定した場合、設計温度が高い場合には誤ったものとなる可能性があります。購入者は、作動圧力だけでなく、設計圧力と設計温度の両方を提供する必要があります。

高温用バルブの定格を確認するには、以下を確認してください。

• 設計圧力
• 設計温度
• 最高使用温度
• 通常使用圧力
• 本体材質
• バルブ規格
• フランジ規格
• ガスケットとボルトの材質
• シートと梱包材
• 圧力温度定格表

厳しい温度および圧力のアプリケーションについては、弊社の資料をお読みください。 高温高圧バルブガイド.

高圧ボールバルブの圧力-温度定格

高圧ボールバルブは、石油、ガス、油圧、蒸気、サーマルオイル、化学および工業用パイプラインサービスで一般的に使用されます。ボールバルブの場合、圧力と温度の定格を、シート荷重、操作トルク、ステムシール、キャビティ圧力リリーフとともに検討する必要があります。

高圧ボールバルブの場合は、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
• 本体材質
• 圧力クラス
• 設計温度
• ソフトシートまたはメタルシート
• キャビティの圧力解放要件
• 防火要件
• 静電気防止要件
• 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

高圧絶縁アプリケーションについては、当社の製品を確認してください。 高圧ボールバルブ そして API 6D ボールバルブ.

蒸気バルブの圧力-温度定格

蒸気サービスは、圧力と温度の定格ミスが最もよく発生する分野の 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、ボイラー給水および凝縮水が含まれる場合があります。

蒸気バルブの選択では、次の点を考慮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
• スロットリングが必要かどうか
• サーマルサイクリング
• 凝縮水とウォーターハンマーのリスク
• トリムエロージョン
• グラファイトパッキン要件
• 金属シートまたは硬化表面シートの要件

蒸気および発電所のアプリケーションについては、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 そして 蒸気グローブバルブ.

使用圧力 vs 設計圧力 vs 試験圧力

見積ミスの多くは、購入者が使用圧力、設計圧力、またはテスト圧力のいずれであるかを説明せずに、1 つの圧力値のみを提供するために発生します。

正確な見積もりを得るには、購入者は設計圧力、設計温度、動作条件を一緒に提供する必要があります。

正しいバルブ定格の選択方法

正しいバルブの圧力と温度の定格は、大まかな変換ではなく、エンジニアリングのレビューを通じて選択する必要があります。

段階的な選択プロセス:

1. バルブのタイプを確認します: ボール、ゲート、グローブ、チェック、バタフライ、プラグ、またはコントロール バルブ。
2. サイズを確認してください: DN または NPS。
3. 必要な圧力システムを確認します: クラス、PN、JIS、またはプロジェクト規格。
4. 設計圧力、設計温度を確認してください。
5. 本体材質をご確認ください。
6. 該当する圧力温度定格表を確認してください。
7. フランジ規格と接続端を確認してください。
8. シート、ガスケット、パッキン、ボルト類の材質を確認してください。
9. 漏れクラスとテスト基準を確認します。
10. MTC、PMI、試験報告書、検査書類の要件を確認します。

購入者のよくある間違い

間違い 1: クラス 150 は 150 psi のみを意味すると考える

クラス 150 は圧力定格クラスであり、単純な使用圧力値ではありません。許容圧力は材質、温度、規格により異なります。

間違い 2: PN16 を常に 16 バールとして扱う

PN16 は公称定格です。実際の許容圧力は、材質、温度、フランジ規格、プロジェクト条件などにより確認する必要があります。

間違い 3: 温度を無視する

温度が高くなると許容圧力が低下する場合があります。これは、蒸気および熱油バルブの選択において最もよくある間違いの 1 つです。

間違い 4: シートの材質を無視する

バルブ本体は高温に対応することができますが、ソフトシートは同じ温度には適さない場合があります。

間違い 5: ミキシング フランジの規格

ASME、EN、DIN、JIS、その他のフランジ規格では、寸法、穴あけ、定格システムが異なる場合があります。ご注文前にフランジ規格の確認が必要です。

間違い 6: 設計圧力の代わりに使用圧力を使用する

使用圧力は役に立ちますが、通常、正しい定格を選択するには設計圧力と設計温度が必要です。

間違い 7: ガスケットとボルト締めを無視する

高圧および高温での使用には、適切なガスケットおよびボルト材質が必要です。これらの部品により、完全な組み立てが制限される可能性があります。

バルブの圧力と温度の定格に関する RFQ チェックリスト

間違った選択を避けるために、購入者は見積もりの前に次の情報を提供する必要があります。

関連する技術リソース

• バルブにおけるDNとPNの意味の説明 — バルブのサイズと圧力定格の用語に関する基本ガイド。
• バルブ圧力単位の説明 — bar、psi、MPa、および一般的なバルブ圧力単位の変換について説明します。
• 高温高圧バルブ — 蒸気、サーマルオイル、製油所、石油化学および発電所のバルブの選択ガイド。
• 高圧ボールバルブ — 高圧石油、ガス、油圧、蒸気、熱油および産業用パイプライン サービスの製品ページ。
• API 6D ボールバルブ — 石油、ガス、高圧分離サービス向けのパイプライン ボール バルブの製品ページ。
• 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、ボルト締め材料のメインガイド。
• バルブ証明書と品質文書 — MTC、PMI、圧力テストレポート、プロジェクト文書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

特に蒸気、高温、高圧、石油およびガス、製油所、石油化学、化学および発電所の用途では、最終的なバルブを選択する前に、バルブの圧力と温度の定格を確認する必要があります。

クラスまたは PN マーキングだけでバルブを選択しないでください。クラス150、クラス300、PN16またはPN40は、設計圧力、設計温度、本体材質、バルブ規格、フランジ規格、シート材質、ガスケット、パッキン、ボルト締めと合わせて検討する必要があります。

正しいバルブ圧力クラス、PN 定格、材料、シート、ガスケット、パッキン、またはテスト要件の選択にサポートが必要な場合は、 Vコアバルブ 作業条件を確認し、適切なバルブ構成を推奨します。

よくある質問

1. バルブの圧力温度定格とは何ですか?

バルブの圧力温度定格は、材質、圧力クラス、バルブ規格、設計条件に応じて、特定の温度におけるバルブの最大許容圧力を定義します。

2. クラス 150 とは 150 psi を意味しますか?

いいえ、クラス 150 は圧力クラスの定格であり、単純な 150 psi の使用圧力値ではありません。許容圧力は材質、温度、適用規格によって異なります。

3. PN16 は常に 16 bar に等しいですか?

PN16 は公称圧力定格です。実際の許容圧力は、材質、温度、規格およびプロジェクトの条件によって確認する必要があります。

4. 高温になるとバルブの定格圧力が低下するのはなぜですか?

温度が高くなると、材料の強度と許容応力が低下する可能性があります。ガスケット、パッキン、ボルト、シートの材質によっても、バルブの組み立て全体が制限される場合があります。

5. バルブ圧力定格を選択するにはどのような情報が必要ですか?

購入者は、バルブのタイプ、サイズ、設計圧力、設計温度、作動圧力、作動温度、媒体、本体材質、シート材質、端接続部、フランジ規格および試験要件を提供する必要があります。

6. シートの材質は圧力温度定格に影響しますか?

はい。金属製のバルブ本体は高温に適していても、柔らかいシートやガスケット、パッキンなどでは適さない場合があります。完全なバルブ構成を見直す必要があります。

7. PN とクラスを直接変換できますか?

PN とクラスは、購入に関する議論の中で大まかに比較できますが、最終的な変換は、必要な規格、材質、フランジ設計、温度、およびプロジェクト仕様に従う必要があります。