ちょっと、そこ！極低温グローブバルブのサプライヤーとして、これらの特殊なバルブに一般的に使用される材料についてよく質問されます。そこで、このトピックに関する洞察を共有するために、このブログ投稿をまとめてみようと思いました。
まず、極低温グローブバルブとは何かを理解しましょう。これらのバルブは、通常 -150°C (-238°F) 未満の極低温環境で動作するように設計されています。これらは、液化天然ガス (LNG) 処理、空気分離プラント、その他の極低温用途などの業界で重要です。
ステンレス鋼
極低温グローブバルブに最も一般的に使用される材料の 1 つはステンレス鋼です。ステンレス鋼は優れた耐食性を備えており、湿気やその他の腐食性要素が存在する可能性がある極低温用途では非常に重要です。また、低温での優れた機械的特性も備えています。
使用されるステンレス鋼の種類には、304 や 316 などのオーステナイト系ステンレス鋼が含まれます。オーステナイト系ステンレス鋼は面心立方 (FCC) 結晶構造を持ち、極低温でも延性を保ちます。これは、熱収縮と熱膨張によって生じる応力に亀裂が生じることなく耐えることができることを意味します。
たとえば、LNG 貯蔵施設では、極低温グローブバルブ316 ステンレス鋼製は、ガス中の微量元素の腐食作用に耐えながら、低温の LNG の流れを処理できます。バルブの本体、ボンネット、さらにはステムもこの材料で作ることができ、長期的な信頼性を確保できます。
ニッケル基合金
ニッケルベースの合金は、極低温グローブ バルブとしてよく選ばれるもう 1 つの選択肢です。インコネル 625 のような合金は、高強度、優れた耐食性、優れた極低温特性でよく知られています。
インコネル 625 には、クロムとモリブデンに加えて、高い割合のニッケルが含まれています。この組み合わせにより、過酷な極低温環境における酸化や腐食に対する優れた耐性が得られます。また、耐疲労性も優れています。これは、極低温バルブが開閉サイクルを繰り返す可能性があるため重要です。
非常に低い温度で酸素と窒素が生成される空気分離プラントでは、極低温グローブバルブインコネル 625 製のガスを使用して、これらのガスの流れを制御できます。この合金は低温でも機械的特性を維持できるため、バルブがスムーズかつ安全に動作します。
アルミニウムおよびアルミニウム合金
アルミニウムおよびその合金は軽量であり、熱伝導性に優れています。一部の極低温用途では、特に重量が懸念される場合、極低温グローブ バルブの特定の部分にアルミニウム ベースの材料を使用できます。
たとえば、バルブのハンドホイールや重要ではない外部コンポーネントはアルミニウム合金で作ることができます。 6061 - T6 などのアルミニウム合金が一般的に使用されます。機械加工が比較的容易で、適切な強度対重量比を備えています。
ただし、アルミニウムにはいくつかの制限があります。ステンレス鋼やニッケルベースの合金に比べて融点が比較的低いため、バルブの本体や重要な内部部品には適さない可能性があります。
ブロンズ
青銅は主に銅と錫で構成される合金です。耐食性、加工性、低摩擦性に優れているため、古くからバルブ製造に使用されてきました。
極低温グローブバルブでは、シートとディスクに青銅を使用できます。ブロンズの低摩擦表面はバルブのスムーズな動作に役立ち、磨耗を軽減します。たとえば、圧力と温度の要件が極端に高くない小規模な極低温システムでは、ブロンズ - シート型極低温グローブバルブ信頼性の高いパフォーマンスを提供できます。
鍛造材
鍛造材料は極低温グローブバルブの製造にも広く使用されています。鍛造グローブバルブいくつかの利点を提供します。鍛造では、圧縮力を加えて金属を成形するため、鋳造材料と比較してより均一な結晶粒構造が得られます。
バルブ本体には、鍛造ステンレス鋼またはニッケルベースの合金が一般的に使用されます。鍛造プロセスにより材料の強度と靭性が向上し、亀裂や疲労に対する耐性が向上します。 LNG 輸送パイプラインなどの高圧極低温用途では、鍛造グローブ バルブの方が圧力と温度の変化に耐えることができます。
圧力シールの設計と材質
圧力シール グローブ バルブは、高圧極低温システムで使用される特殊なタイプです。プレッシャーシールグローブバルブバルブ内の圧力が密閉性を向上させる独自の設計を採用しています。
圧力シール グローブ バルブに使用される材料は、高圧に耐えられるように慎重に選択されています。ステンレス鋼とニッケルベースの合金は、ボディ、ボンネット、その他の重要な部品によく使用されます。圧力シールの設計には、極低温の高圧条件下でも完全性を維持できる材料が必要です。
シール材
極低温グローブバルブでは、バルブ本体やその他のコンポーネントに使用される材料に加えて、シール材料も重要です。一般的なシール材料には、PTFE (ポリテトラフルオロエチレン) やゴムベースの材料が含まれます。
PTFEは耐薬品性と低摩擦性に優れています。低温下でもシール性能を維持できます。ニトリルゴム (NBR) やフルオロカーボンゴム (FKM) などのゴムベースの材料も一部の極低温用途で使用できますが、特定の温度と化学的要件に基づいて慎重に選択する必要があります。
結論
結論として、極低温グローブ バルブの材料の選択は、動作温度、圧力、腐食環境、特定の用途などのさまざまな要因によって異なります。ステンレス鋼、ニッケル基合金、アルミニウム合金、青銅、鍛造材料にはそれぞれ独自の利点があり、極低温グローブ バルブのさまざまな部分に使用されています。
高品質の極低温グローブ バルブをお求めの場合は、当社がお手伝いいたします。当社のバルブは最高の材料で作られており、最も要求の厳しい極低温用途を満たすように設計されています。 LNG プラント用のバルブ、空気分離ユニット、またはその他の極低温システムが必要な場合でも、当社は適切なソリューションを提供できます。見積もりについてお問い合わせください。お客様の具体的な要件について話し合いを始めましょう。
参考文献
- ASME B16.34 - バルブのフランジ、ねじ、溶接端
- API 6D - パイプラインバルブ
- ISO 15848 - 工業用バルブ - 漏出ガスの測定、試験、および認定手順