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高圧ボールバルブ 10 000 PSI+: 材料,試験,産業基準
高圧玉形弁 現代の工業システムで重要な部品であり,しばしば10,000PSIを超える極度の圧力を処理します. 石油・ガス探査,水力システム,航空宇宙,化学加工,発電などに広く使用されています. 信頼 できる 密封 状態 と 円滑 な 動作 を 保つ とき に,このような 高圧 に 耐える 能力 は,先進 的 な 工学,特殊 な 材料,厳格 な 試験 手順,国際 基準 に 厳格 に 従う こと を 求め ます.
この記事 は, 高圧玉形弁 設計原理,材料選択,製造方法,試験方法,適合要件,および産業用途に焦点を当てた. バルブ の 選択,運用,長期 維持 に 関する 知識 を 備えた 決定 を する こと が でき ます.
高圧 ボール バルブ の 役割
ボールバルブとは,流量制御のために穴をあけた回転ボールを使用する四半期ターンバルブである. 穴が流れ路線に並ぶとき バルブが開く. 90度回転すると ボールは通路を遮って流れを遮る. 高圧ボールバルブは,重圧下でもボール,幹,シール,ボディが整体的に保たれるように,堅牢な構造が必要です.
これらのバルブの主な役割は,重要なシステムで迅速かつ信頼性の高いシャットオフを提供することです. 圧力が高かった場合でも密封がしっかりしているため,コンパクトな設計,低トルク操作, 水力システムでは,ポンプ,アクチュエーター,テスト回路を隔離するために使用されます. 油とガスの探査では,圧力下での信頼性が不可欠な 井戸頭制御パネルや海底機器で使用されます.
極圧 材料
高圧ボールバルブを設計する際の最も重要な考慮事項の1つである. 圧力が10,000PSIを超えると,普通の材料は変形したり裂けたりします. 共通材料には,316,17-4PH,デュプレックス合金などの高強度不鋼が含まれます. 腐食が問題でない場合,炭素鋼を使用することができるが,攻撃的な環境では,ニッケル合金,インコネル,またはハステロイがしばしば指定される.
身体と端接続は圧力のほか,周期的な負荷によるストレスにも耐えなければならない. 鋳造鋼は,通常,鋳造鋼よりも好ましい.それは優れた粒構造と疲労耐性を提供しているからです. ボール自体 硬化され 精密加工され バルブ座席と 完璧な密封を維持する必要があります
バルブ座席とシールが,通常,高圧と広い温度範囲に耐えるような高度なポリマーまたは複合材料で作られています. PEEK,PTFE,強化熱塑料は一般的だが,超高圧の用途では金属シートを使用することができる. 幹密封器は,繰り返し回転し,高いトルク負荷下でも漏れを防ぐように設計されなければならない.
製造 と 設計 の 考慮
高圧ボールバルブの設計は標準バルブと大きく異なります. 圧力の下での変形に抵抗するため,ボディの壁厚さが増加します. 幹から体への接続に特に注意を払う.高圧で幹が爆発すると壊滅的になる. 発作防止型は標準的なものです
精密加工により,ボール表面と穴が同心し,低動作トルクのために磨き上げられる. トリニオンに搭載されたボールデザインは,力を均等に分布し,作業負荷を減らすために,より大きなバルブで使用される. 端接続も慎重に設計されなければなりません. 糸状,フランジ状,圧縮型フィッティングは,極端な圧力下で整合性を維持するのに十分な強さでなければなりません.
製造中に超音波検査や放射線検査を含む破壊的でない試験は,バルブボディや溶接接接口に材料の欠陥がないことを確認するためにしばしば使用されます. 圧力の限界の整合性は極めて重要で 微小な欠陥でさえ サービスに壊滅的な失敗を招く可能性があります
試験要件
高圧ボールバルブの試験は厳格で多面的です 静水試験は,弁が定規設計よりもはるかに高い圧力に耐えられるかどうかを確認するために行われます. 標準圧力の1.5倍で安全性を確保するために,通常,弁を試験します. 10 000 PSI のバルブでは,これは15 000 PSI 以上で試験することを意味します.
ガス試験も特に天然ガスや水素サービスで使用されるバルブでは,軽度の漏れさえ許容できない場合,不可欠です. ヘリウム漏れ検査は,ヘリウム分子が微小な漏れ経路を検出するのに十分小さいため行なわれる.
サイクルテストでは,密封体の劣化やトルク増加なしに,バルブが全圧で何回開閉操作を行うことができるかを評価する. 防火試験は,海上プラットフォームや精製工場などの火災にさらされる可能性のある産業のバルブに要求されます. この試験は,このバルブが炎や熱にさらされた後でも密封を保ち続けることを確認しています.
低温と高温の試験は 様々な条件下で材料の耐久性を保証します LNGサービスで使用されるバルブに対して冷凍試験が行われ,発電または化学用途では高温暴露試験が行われる.
業界標準とコンプライアンス
高圧ボールバルブには,いくつかの国際基準があります. API (アメリカ石油研究所) は,石油とガスに使用されるバルブに関する仕様を提示しています. API 6DとAPI 6Aは,パイプラインと井戸頭機器の設計,試験,性能要件を概要する. ASME規格では圧力評価と試験要件を定義しています. ISO規格は設計と安全性において世界的な一貫性も提供しています
さらに,NACE MR0175/ISO 15156では,硫化水素がストレス腐食による裂けを起こす可能性がある酸性サービス環境で使用するための材料を指定しています. API 607 や ISO 10497 のような防火認証は,火災にさらされた時の性能を保証します. 圧迫装置指令 (PED) に準拠する電圧閥は,欧州市場で販売される電圧閥でなければなりません.
法律上の義務を満たすだけでなく 安全性,信頼性,顧客信頼を保証する 試験結果,材料認証,検査報告書の文書化が監査や調達プロセスにおいて必須である.
業界横断的な応用
高圧ボールバルブの多用性により,複数の産業で使用できます. 石油とガスの探査では 掘削装置や井戸頭や海底の流出管を制御します 水力発電システムでは 試験台や空中機材や工業用プレスなどで サーキットを隔離します
化学工場では高圧反応炉や 化学抵抗力と機械強度の両方が求められる 給水システムで使用します 蒸気と水の回路で使います 圧力が極端なレベルに達します 防衛や航空宇宙では,ミサイル発射装置,ジェット燃料システム,潜水艦水力学などのシステムで使用されています.
各アプリケーションには 独自の要求があります 海上プラットフォームは,海水や高塩化物環境に対する耐腐蝕性が必要です 軽量で強固な材料が必要です 軽量で強固な材料が必要です 化学産業は酸や溶媒に耐性が必要です 製造者は各分野の要求に応えるように バルブ設計と材料を調整しなければなりません
よくある質問
なぜ高圧ボールバルブが10,000PSIのサービスに必要なのか?
標準のバルブでは圧力が高くすぎます バルブは,通常のバルブでは,圧力が高くすぎます 設備が壊れ 危険にさらされ 環境に害が及ぶ
高圧ボールバルブには,最も一般的に使用される材料は?
316 と 17-4 PH,デュプレックス合金,インコネル,ハステロイなどの高強度不鋼は一般的な選択です. カーソリーには鍛造鋼が好まれ,密封にはPEEKや金属シートなどの高度なポリマーが使用されます.
このバルブ の 信頼性 は どの よう に 検証 さ れ ます か
定圧1.5倍で水静止試験,ガス漏れ試験,サイクル耐久性試験,防火試験,温度耐性試験をすべて予想条件下で性能を確保するために行います
高圧ボールバルブを規制する基準は?
API 6D,API 6A,ASMEコード,ISO規格,酸性サービスのためのNACE MR0175およびAPI 607のような防火認証は,主要な規格の一つです. 適合性 は 安全性,信頼性,および 法律 に 基づく 承認 を 保証 し ます.
高圧ボールバルブと標準ボールバルブとはどう違いますか?
厚い体,破裂防止の幹, 強い端接続, 精密加工されたボール, 高度な密封システムにより 変形や漏れなく 極端な圧力に耐える
これらのバルブが最も広く使用されている産業は?
石油とガスの探査,石油化学,航空宇宙,防衛,水力発電,発電は,不可欠な主要な産業です.
高圧 ボール バルブ は 修理 でき ます か,それとも 交換 し なけれ ば なり ませ ん か
骨格 が 整え られ て いる 状態 で ある と いう 条件 に よる と,多くの 骨格 は 密着 器,座席,茎 を 入れ替える こと が でき ます. しかし,その 作業 に 伴う 極度の 圧力 の ため に,修理 は 製造 者 の 厳格 な ガイドライン に 従わ なけれ ば なり ませ ん.その 後 の 検査 は 必須 です.
長期維持に必要なものは?
固定 式 の 検査 は 必須 です. 重要状態のバルブは,信頼性を確保するために,設置後でも定期的に圧力試験を行うべきである. 設計によって動く部品の潤滑も必要になる.
なぜこれらのバルブに 文書が重要なのでしょう?
重要なアプリケーションで動作しているため,コンプライアンス監査,保険承認,規制検査のために設計,材料,テストの完全な文書が必要です. また,将来の保守と交換のために追跡可能性を提供します.
極圧用 バルブ の 選択 に 導く 要因 は 何 です か
重要な要因は,プロセス流体との材料の互換性,極端な温度に対処する能力,業界基準の遵守,保守のアクセシビリティ,類似した運用条件下で実証された試験結果などです.
