バルブは現在、家庭、道路の下、商業ビル、さらには発電所、水道工場、製紙工場、製油所、化学工場、その他の産業施設やインフラ施設内の何千もの場所で、ほぼどこにでもあります。
バルブ業界は本当に幅広い分野で、配水から原子力発電、上流と下流の石油とガスに至るまで、その分野は多岐にわたります。これらのエンドユーザー産業はそれぞれ、いくつかの基本的なタイプのバルブを使用しています。ただし、構造や材料の詳細は大きく異なることがよくあります。以下にサンプルを示します。
水道事業
配水の世界では、ほとんどの場合、圧力は比較的低く、温度は周囲温度です。これら 2 つの応用事実により、高温蒸気バルブなどのより困難な機器では見られない多くのバルブ設計要素が可能になります。水道の周囲温度により、他の場所では適さないエラストマーやゴムシールの使用が可能になります。これらの柔らかい素材により、水滴をしっかりと密閉する給水バルブを装備できます。
水道用バルブのもう 1 つの考慮事項は、構造材料の選択です。鋳鉄およびダクタイル鋳鉄は、水システム、特に外径の大きなラインで広く使用されています。非常に細いラインは、ブロンズ製のバルブ素材を使用すると非常にうまく処理できます。
ほとんどの水道バルブが検知する圧力は、通常 200 psi をはるかに下回ります。これは、厚肉の高圧設計が必要ないことを意味します。そうは言っても、水バルブが最大約 300 psi の高圧に対応できるように作られている場合もあります。これらの用途は通常、圧力源に近い長い水路上で行われます。場合によっては、高圧水弁が高いダムの最高圧力箇所に設置されることもあります。
米国水道協会 (AWWA) は、水道用途で使用されるさまざまなタイプのバルブとアクチュエーターをカバーする仕様を発行しました。
廃水
施設または構造物に入る新鮮な飲料水の裏側は、廃水または下水の排出物です。これらのラインはすべての廃液と固形物を収集し、下水処理場に送ります。これらの処理プラントには、「汚い仕事」を行うために多くの低圧配管とバルブが備えられています。多くの場合、廃水バルブの要件は上水サービスの要件よりもはるかに緩やかです。このタイプのサービスでは、鉄製のゲートと逆止弁が最も一般的な選択肢です。このサービスの標準バルブは、AWWA 仕様に従って構築されています。
電力産業
米国で生成される電力のほとんどは、化石燃料と高速タービンを使用する蒸気プラントで生成されます。現代の発電所のカバーを剥がすと、高圧、高温の配管システムが現れます。これらの幹線は蒸気発電プロセスにおいて最も重要です。
ゲート バルブは依然として発電所のオン/オフ用途での主な選択肢ですが、特殊用途の Y パターン グローブ バルブも存在します。高性能でクリティカルサービスのボールバルブは、一部の発電所設計者の間で人気を集めており、かつてはリニアバルブが主流だったこの世界に進出しつつあります。
冶金は、電力用途のバルブ、特に超臨界または超超臨界の圧力と温度の動作範囲で動作するバルブにとって重要です。 F91、F92、C12A、およびいくつかのインコネルおよびステンレス鋼合金は、今日の発電所で一般的に使用されています。圧力クラスには 1500、2500、場合によっては 4500 があります。また、ピーク発電所 (必要な場合にのみ動作する) の変調特性により、バルブや配管に大きな負担がかかり、サイクル、温度、圧力の極端な組み合わせに対処するための堅牢な設計が必要になります。プレッシャー。
発電所には、主な蒸気バルブに加えて、無数のゲート、グローブ、チェック、バタフライ、ボールバルブが設置された補助パイプラインが装備されています。
原子力発電所は、同じ蒸気/高速タービン原理で動作します。主な違いは、原子力発電所では、核分裂プロセスの熱によって蒸気が生成されることです。原子力発電所のバルブは、その歴史と絶対的な信頼性の追加要件を除けば、化石燃料を燃料とするバルブと似ています。原子力バルブは非常に高い基準で製造されており、認定および検査に関する文書は何百ページにもわたります。
石油とガスの生産
石油、ガス井および生産施設は、多くの頑丈なバルブを含むバルブを頻繁に使用します。空中に数百フィートの高さまで石油が噴出する現象はもう起こりそうにありませんが、この画像は地下の石油とガスの潜在的な圧力を示しています。これが、井戸の頭やクリスマスツリーが井戸の長いパイプの上部に置かれる理由です。これらのアセンブリは、バルブと特別なフィッティングを組み合わせて、10,000 psi を超える圧力に対処できるように設計されています。最近では陸上に掘られた井戸で見つかることはほとんどありませんが、極度に高い圧力がかかる海底の深い井戸ではよく見つかります。
坑口装置の設計は、6A、坑口およびクリスマス ツリー装置の仕様などの API 仕様でカバーされています。 6A でカバーされるバルブは、非常に高い圧力と適度な温度向けに設計されています。ほとんどのクリスマス ツリーには、ゲート バルブとチョークと呼ばれる特別なグローブ バルブが含まれています。チョークは井戸からの流れを調整するために使用されます。
油田またはガス田には、坑井自体に加えて、多くの付随施設が設置されています。石油やガスを前処理するプロセス装置には、多数のバルブが必要です。これらのバルブは通常、下位クラス向けに評価された炭素鋼です。
場合によっては、非常に腐食性の高い液体である硫化水素が原料の石油の流れの中に存在することがあります。この物質は酸性ガスとも呼ばれ、致死性となる可能性があります。酸性ガスの課題を克服するには、NACE 国際仕様 MR0175 に準拠した特殊な材料または材料処理技術に従う必要があります。
オフショア産業
海洋石油掘削装置および生産施設の配管システムには、さまざまな流量制御の課題に対処するために、さまざまな仕様に合わせて構築された多数のバルブが含まれています。これらの施設には、さまざまな制御システム ループと圧力解放装置も含まれています。
石油生産施設の場合、動脈心臓は実際の石油またはガス回収配管システムです。常にプラットフォーム自体にあるわけではありませんが、多くの生産システムではクリスマス ツリーと、10,000 フィート以上の過酷な深さで動作する配管システムが使用されています。この生産設備は、多くの厳格な米国石油協会 (API) 基準に従って構築されており、いくつかの API 推奨慣行 (RP) で参照されています。
ほとんどの大規模な石油プラットフォームでは、坑口から出てくる原液に追加のプロセスが適用されます。これらには、炭化水素から水を分離すること、および流体の流れからガスおよび天然ガス液体を分離することが含まれる。これらのポスト クリスマス ツリー配管システムは通常、API 594、API 600、API 602、API 608、API 609 などの API バルブ仕様に従って設計されたバルブを備えた米国機械学会 B31.3 配管規格に従って構築されています。
これらのシステムの一部には、API 6D ゲート、ボール、チェック バルブが含まれる場合もあります。プラットフォームまたは掘削船上のパイプラインは施設の内部にあるため、パイプラインに API 6D バルブを使用するという厳格な要件は適用されません。これらの配管システムでは複数のバルブ タイプが使用されていますが、選択されるバルブ タイプはボール バルブです。
パイプライン
ほとんどのパイプラインは隠されていますが、通常、その存在は明らかです。 「石油パイプライン」と書かれた小さな標識は、地下輸送配管の存在を示す明らかな指標の 1 つです。これらのパイプラインには、その全長にわたって多くの重要なバルブが装備されています。緊急パイプライン遮断弁は、規格、規定、法律で指定された間隔で設置されています。これらのバルブは、漏れが発生した場合やメンテナンスが必要な場合にパイプラインのセクションを隔離するという重要な機能を果たします。
また、パイプラインのルートに沿って、ラインが地面から出てラインアクセスが可能な施設も点在しています。これらのステーションは、ラインの検査または清掃のためにパイプラインに挿入される装置で構成される「ピッグ」発射装置の拠点です。これらのピグ発射ステーションには通常、ゲート型またはボール型の複数のバルブが含まれています。パイプライン システム上のすべてのバルブは、豚の通過を可能にするために全ポート (全開) でなければなりません。
パイプラインは、パイプラインの摩擦に対抗し、ラインの圧力と流量を維持するためにエネルギーも必要です。高い分解塔のないプロセスプラントの小型版のように見えるコンプレッサーまたはポンプステーションが使用されます。これらのステーションには、数十のゲート、ボール、チェック パイプライン バルブが設置されています。
パイプライン自体はさまざまな規格や規格に従って設計されており、パイプライン バルブは API 6D パイプライン バルブに従っています。
住宅や商業施設に引き込む小規模なパイプラインもあります。これらのラインは水とガスを供給し、遮断弁で保護されています。
特に米国北部の大規模自治体は、商業顧客の暖房要件に必要な蒸気を供給しています。これらの蒸気供給ラインには、蒸気の供給を制御および調整するためのさまざまなバルブが装備されています。流体は蒸気ですが、圧力と温度は発電所の蒸気生成よりも低くなります。このサービスではさまざまなタイプのバルブが使用されていますが、由緒あるプラグ バルブが依然として人気のある選択肢です。
製油所と石油化学
製油所バルブは、他のどのバルブセグメントよりも多くの産業用バルブの使用を占めています。製油所には腐食性流体が存在し、場合によっては高温になります。
これらの要因により、API 600 (ゲート バルブ)、API 608 (ボール バルブ)、API 594 (チェック バルブ) などの API バルブ設計仕様に従ってバルブがどのように構築されるかが決まります。これらのバルブの多くは過酷な使用にさらされるため、追加の腐食代が必要になることがよくあります。この余裕は、API 設計ドキュメントで指定されているより大きな壁厚によって明らかです。
一般的な大規模製油所では、事実上すべての主要なバルブ タイプが豊富に見つかります。どこにでもあるゲート バルブは依然として最大の人口を誇る王者ですが、クォーター ターン バルブがその市場シェアをますます大きく占めています。この業界 (かつてはリニア製品が独占していた業界) への進出に成功したクォーターターン製品には、高性能トリプル オフセット バタフライ バルブやメタルシート ボール バルブなどがあります。
標準的なゲート バルブ、グローブ バルブ、チェック バルブは今でも大量に存在しており、その設計と製造の経済性の高さから、すぐに消えることはありません。
製油所バルブの圧力定格はクラス 150 からクラス 1500 まであり、クラス 300 が最も一般的です。
WCB (鋳造) グレードや A-105 (鍛造) グレードなどの普通炭素鋼は、製油所用のバルブに指定され使用されている最も一般的な材料です。多くの精錬プロセス用途では普通炭素鋼の温度上限が引き上げられており、これらの用途にはより高温の合金が指定されています。これらの中で最も一般的なのは、1-1/4% Cr、2-1/4% Cr、5% Cr、9% Cr などのクロム/モリブデン鋼です。ステンレス鋼や高ニッケル合金は、特に過酷な精製プロセスにも使用されます。
投稿時間: 2020 年 7 月 10 日