化学配管とバルブは化学製品の製造に欠かせない要素であり、様々な化学装置をつなぐ役割を果たします。化学配管で最も一般的な5つのバルブはどのように機能するのでしょうか？主な目的は？化学配管と継手、バルブとは何でしょうか？（11種類の配管＋4種類の継手＋11種類のバルブ）化学配管のこれらの要素を徹底的に理解しましょう！
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11個の主要弁
パイプライン内の流体の流れを制御するために使用される装置はバルブと呼ばれます。その主な役割は次のとおりです。
役割を開いたり閉じたりします。パイプライン内の流体の流れを遮断したり、通信したりします。
調整 - パイプライン内の流体の流量、フローを調整する。
スロットリング - 流体がバルブを通過し、大きな圧力降下が発生します。
分類：
パイプラインにおけるバルブの役割は異なり、遮断弁（グローブバルブとも呼ばれる）、スロットルバルブ、チェックバルブ、安全弁などに分けられます。
バルブの構造形式の違いにより、ゲートバルブ、プラグバルブ（コッカーバルブとも呼ばれます）、ボールバルブ、バタフライバルブ、ダイヤフラムバルブ、ライニングバルブなどに分類できます。
また、製造方法に応じてバルブの材質が異なり、ステンレスバルブ、鋳鋼バルブ、鋳鉄バルブ、プラスチックバルブ、セラミックバルブなどに分けられます。
さまざまなバルブの選択肢は関連マニュアルやサンプルに記載されていますが、ここでは最も一般的なタイプのバルブのみを紹介しています。
①グローブバルブ
構造がシンプルで製造とメンテナンスが容易なため、低圧・中圧パイプラインで広く使用されています。円形の弁体（バルブヘッド）と弁体のフランジ部（バルブシート）の下の弁棒に設置され、流体の流れを遮断する役割を果たします。
バルブステムは、ねじ山のリフトによってバルブ開度を調整することができ、一定の調節機能を果たします。バルブの遮断効果はバルブヘッドとシート面の接触シールに依存するため、固体粒子を含む流体の配管には適していません。
グローブバルブは、流体の特性に応じて適切なバルブヘッド、シート、シェル材質を選択できます。バルブの使用中にシール不良が発生した場合、またはバルブヘッド、シート、その他の部品が損傷した場合は、ナイフで軽くこすったり、研磨したり、表面処理したりして修理し、バルブの耐用年数を延ばすことができます。
②ゲートバルブ
媒体の流れ方向に対して垂直に、1枚または2枚の平板が設けられ、バルブ本体のシール面と接触することで閉鎖機能を果たします。バルブを開くには、バルブプレートを持ち上げます。
平板状のバルブステムを回転させてリフトし、開口部の大きさに応じて流体の流量を調整します。このバルブは抵抗が小さく、シール性に優れ、開閉の手間が省けるため、特に大口径のパイプラインに適しています。ただし、ゲートバルブの構造はより複雑で、種類も多くなります。
ステムの構造によってオープンステムとダークステムがあり、バルブプレートの構造によってウェッジタイプ、パラレルタイプなどに分けられます。
一般的に、ウェッジ型バルブプレートは単一のバルブプレートを使用し、パラレル型は2つのバルブプレートを使用します。パラレル型はウェッジ型よりも製造が容易で、修理性に優れ、使用時に変形しにくいですが、流体パイプライン内の不純物の輸送には適しておらず、水、クリーンガス、石油などのパイプライン輸送に適しています。
③プラグバルブ
プラグは一般にコッカーと呼ばれ、バルブ本体を使用して中央の穴に円錐形のプラグを挿入し、パイプラインを開閉します。
プラグは、シール形態の違いにより、パッキンプラグ、オイルシールプラグ、パッキンレスプラグなどに分類されます。プラグの構造はシンプルで外形寸法が小さく、開閉が迅速、操作が簡単、流体抵抗が小さいため、三方弁または四方弁の分配弁や切換弁の製作が容易です。
プラグのシール面は広く、摩耗しやすく、切り替えが面倒で、流量調整も容易ではありませんが、すぐに遮断されます。プラグは、圧力や温度が低い場合や、流体配管内に固体粒子を含む媒体がある場合に使用できますが、圧力や温度が高い場合、または蒸気配管には使用しないでください。
④スロットルバルブ
グローブバルブの一種です。バルブヘッドの形状は円錐形または流線型で、被調整流体の流量制御や絞り・圧力調整に優れています。高い製造精度と優れたシール性能が求められます。
主に計装制御やサンプリングなどのパイプラインに使用されますが、パイプライン内の粘度や固体粒子には使用しないでください。
⑤ボールバルブ
ボールバルブ（ボールセンターバルブとも呼ばれる）は、近年急速に発展したバルブの一種です。中央に穴の開いたボールをバルブセンターとして利用し、ボールの回転によってバルブの開閉を制御します。
プラグに似ていますが、プラグのシール面より小さく、構造がコンパクトで、切り替えの手間が省け、プラグよりもはるかに広く使用されています。
ボールバルブの製造精度の向上に伴い、ボールバルブは低圧パイプラインだけでなく、高圧パイプラインにも使用されるようになりました。しかし、シール材の制限により、高温パイプラインでの使用には適していません。
⑥ ダイヤフラムバルブ
一般的に使用されているのはゴム製ダイヤフラムバルブです。このバルブの開閉は特殊なゴム製ダイヤフラムによって行われ、ダイヤフラムはバルブ本体とバルブカバーの間に挟まれ、バルブステムの下のディスクがダイヤフラムをバルブ本体にしっかりと押し付けることで密閉を実現します。
このバルブは構造がシンプルで、シール性が確実、メンテナンスが容易、流体抵抗が低いという特徴があります。酸性媒体や浮遊物質を含む流体の輸送に適していますが、一般的に高圧や60℃を超える温度のパイプラインには使用しないでください。また、有機溶剤や強酸化性媒体の輸送にも使用しないでください。
⑦ チェックバルブ
逆止弁またはチェックバルブとも呼ばれます。流体が一方向にのみ流れ、逆流しないように配管に設置されます。
自動閉鎖弁の一種で、弁体内に弁体または揺動板が設けられています。流体がスムーズに流れる場合、流体は自動的に弁蓋を開きます。流体が逆流する場合、流体（またはバネ力）によって弁蓋が自動的に閉じます。チェックバルブの構造の違いにより、リフト式とスイング式の2種類に分けられます。
リフトチェックバルブのフラップは、バルブチャネルのリフト動作に対して垂直で、通常、水平または垂直のパイプラインで使用されます。回転式チェックバルブのフラップは、ロッカープレートと呼ばれることが多く、ロッカープレート側がシャフトに接続され、ロッカープレートがシャフトの周りを回転できます。回転式チェックバルブは、通常、水平パイプラインに取り付けられますが、直径が小さいため、垂直パイプラインにも取り付けられますが、流量が大きすぎないように注意してください。
チェックバルブは一般的に清浄な媒体の配管に適用され、固形粒子や粘度の高い媒体の配管には適していません。リフト式チェックバルブはスイング式よりも閉止性能に優れていますが、流体抵抗はリフト式よりも小さくなります。一般的に、スイング式チェックバルブは大口径の配管に適しています。
⑦バタフライバルブ
バタフライバルブは、パイプラインの開閉を制御するための回転ディスク（または楕円形ディスク）です。シンプルな構造で、外形寸法も小型です。
シール構造と材料の問題により、バルブの閉鎖性能は低く、低圧、大口径のパイプラインの調整にのみ適しており、パイプライン内の水、空気、ガスなどの媒体の伝送によく使用されます。
⑨ 減圧弁
自動弁は媒体の圧力を一定の値まで下げ、弁通過後の一般圧力を弁通過前の圧力の50%未満にします。主にダイヤフラム、スプリング、ピストンなどの媒体部品を利用して弁フラップと弁座隙間の圧力差を制御し、圧力低下の目的を達成します。
減圧弁には多くの種類があり、一般的なものはピストン式とダイヤフラム式の2種類です。
⑩ライニングバルブ
媒体の腐食を防ぐために、一部のバルブではバルブ本体とバルブヘッドに耐腐食性材料（鉛、ゴム、エナメルなど）をライニングする必要があり、ライニング材料は媒体の性質に応じて選択する必要があります。
ライニングの利便性のため、ライニングバルブは直角型または直流型で作られることがほとんどです。
⑪安全弁
化学製品生産の安全を確保するために、圧力下のパイプライン システムには、パイプラインの端部または T 字型インターフェースに設置されたブラインド プレートを挿入するなど、一定の厚さの金属板を選択する恒久的な安全装置があります。
パイプライン内の圧力が上昇すると、破裂板が破裂して圧力を逃がします。破裂板は一般的に低圧・大口径のパイプラインで使用されますが、安全弁を備えたほとんどの化学パイプラインでは、安全弁には多くの種類があり、大きく分けてバネ式とレバー式の2種類があります。
バネ式安全弁は、主にバネの力を利用して密閉を実現します。配管内の圧力がバネの力を超えると、媒体によって弁が開き、配管内の流体が排出され、圧力が低下します。
配管内の圧力がバネ力以下に低下すると、バルブは再び閉じます。レバー式安全弁は、主にレバーにかかる重りの力を利用してシールを実現しており、その動作原理はバネ式と同じです。安全弁の選定は、作動圧力と作動温度に基づいて公称圧力レベルを決定し、関連規定を参照して口径サイズを算出して決定します。
安全弁の構造タイプ、バルブ材質は、媒体の性質、動作条件に応じて選択する必要があります。安全弁の始動圧力、試験、検収には特別な規定があり、安全部門による定期的な校正、シール印刷が必要です。使用中は安全確保のため、恣意的に調整してはなりません。
投稿日時: 2023年12月1日