バルブの漏れは、主にパッキングランド、フランジ接続部、およびバルブ本体の3つの重要な部位で発生します。長期間放置された漏れは、バルブシャフトおよびフランジ密封面に深刻な浸食を引き起こし、最終的にはバルブの永久的な廃棄につながります。さらに、プロセス媒体の損失はプラントのエネルギー消費量および運用コストを増加させ、全体的な経済効率を低下させます。
移送される媒体が有毒、可燃性、爆発性、または腐食性である場合、漏れは極めて危険なものとなります。制御不能な外部漏れは、中毒、火災、爆発事故を引き起こす可能性があり、設備の腐食を加速させ、使用寿命を短縮させ、環境汚染を招く原因にもなります。さらに、バルブの漏れは予期せぬ停止（非計画停止）の頻度を高め、産業施設の運用安全に深刻な脅威を及ぼします。
本稿では、バルブの外部漏れの一般的な原因を体系的に分析し、稼働中の漏れ封止（ライブ・リーク・シーリング）の原理、利点および実践的な実施方法について詳述するとともに、発電所用バルブ向けの専門的な保守ガイドラインを産業界の参考として提供します。
バルブの日常的な運転中には、バルブシャフトとパッキンの間で、回転および軸方向の変位を含む相対的な動きが継続的に生じます。頻繁なバルブ切り替えに加え、温度・圧力の変動および流体の性質の変化が重なることで、パッキン部はバルブにおいて最も漏れが発生しやすい部位となります。
主な原因には、パッキンの接触圧力の徐々なる低下、材料の劣化、および弾性の劣化が挙げられます。加圧された流体が、パッキンとシャフトの隙間から外部へ浸透します。長期にわたる流体による洗浄作用により、一部のパッキンが剥離し、バルブシャフト表面に溝状の傷が生じ、これにより漏れの程度がさらに悪化します。
フランジの密封は、接続ボルトの予締め力によってガスケットを圧縮し、流体の流出を防止するのに十分な比密封圧力を形成することに依存しています。フランジからの漏れには、以下の複数の要因が関与しています。
• ガスケットへの圧縮力が不十分であること、およびフランジ面の粗さが規格に適合していないこと；
• ガスケットの変形、機械的振動、経年劣化、弾性の低下、表面亀裂；
• 長期運転圧力下におけるボルトの変形および伸び；
• 人的操作ミス：ガスケットの位置ずれ、ボルト締め付け力の不均一、フランジ中心線のずれによる偽圧縮。
バルブ本体からの漏れは、主に鋳造または鍛造工程で生じる砂孔、気孔、鋳造クラックなどの製造上の固有欠陥に起因します。また、長期間にわたる流体の浸食およびキャビテーション腐食が金属本体を徐々に損傷し、永久的な漏れ通路を形成します。
稼働中の漏れ封止は、動的液体媒体条件下で固体封止機構に基づく連続運転維持型保守技術です。専用の治具を漏れ箇所に設置し、密閉された封止空洞を形成します。高圧注入工具を用いて、カスタマイズされたシーラントをこの空洞内に注入し、内部の押し出し圧力が媒体圧力と釣り合うまで行います。これにより、漏れ隙間および媒体流出経路を永久に遮断する新しい安定した封止構造が確立されます。
従来の停止保守と比較して、稼働中の漏れ封止は、発電所などの連続生産システムにおいて特に適した、代替不可能な産業的優位性を有しています。
1. 運転停止不要：設備の運転を停止したり、生産配管を隔離したりする必要はありません。
2. 減圧不要：システム全体の元の運転圧力を維持したまま、減圧を行いません。
3. コスト削減：エネルギー消費量および人的保守作業コストを大幅に削減します。
4. 電力損失の低減：機器の遮断および停止に起因する大規模な電力損失を回避する。
5. 経済的損失の最小化：予期せぬ生産停止に起因する経済的損失を解消する。
4. 一般的なバルブ漏れ箇所に対する実用的な運転中シーリング手法
点検・保守が可能な条件下での従来型漏れに対しては、バルブ交換、パッキンの更新、ガスケット交換、溶接修理などが一般的な対策です。しかし、連続運転中のバルブや遮断できない媒体配管においては、安定したユニット運転を確保するために、専門的な運転中シーリング技術が不可欠です。本章では、発電所における実際の適用事例も踏まえ、確立された現場施工手法をまとめています。
注入剤を用いた稼働中シーリングは、パッキング室の漏れに対して最も安全で信頼性の高い技術です。専用の治具および油圧注入装置を用いて、シーラントを密閉キャビティ内に注入し、欠陥を迅速に埋めます。注入圧力が媒体圧力を上回ると、漏れは強制的に遮断されます。シーラントは短時間で可塑状態から弾性固体へと変化し、元のバルブの開閉機能に影響を与えることなく、耐久性に優れた弾性シーリング構造を形成します。
産業用シーラントは、熱硬化型シーラント（常温では固体であり、特定の高温下で硬化）と非熱硬化型シーラント（低温・常温・高温の動的シーリング用途に適用可能）の2種類に分類されます。
壁厚が8mmを超えるパッキングランドの場合、グランドの外壁に直接注入用の予備穴をドリルで開けます。詳細な作業手順は以下の通りです：8.7mmまたは10.5mmのドリルビットで予備穴をあける際、残りの壁厚を1～3mm程度確保する；M10またはM12のタップ加工を行い、専用プラグバルブを取り付ける；残りの壁を3mm長のドリルビットで貫通させ、高温・高圧・有毒な媒体が飛散して人体に危害を及ぼすのを防ぐためのバッフルを設置する。ドリル加工後は、プラグバルブを閉じ、高圧注入ガンを接続してシール剤を充填します。
適用事例：2003年6月、この技術は攀枝花鉄鋼電力発電所3号機の電動主蒸気弁における自己密封グランドの漏れを成功裏に解決し、不必要な運転停止を回避しました。
4.1.2 補助治具による密封方法（薄肉グランド）
直接穴あけができない薄肉パッキングランドには、高圧注入ガン用の外部接続部品として、カスタマイズされた補助治具を採用します。外壁面を研磨して密着性を確保し、複雑な形状のケーシングの隙間にアスベストゴムシートを挿入してクリアランスを除去します。設置後は、標準手順に従ってシール剤を注入します。シール剤が完全に硬化するまでは、バルブを任意に切り替えないでください。
適用事例：2002年11月、攀枝花鉄鋼電力発電所の高圧加熱器入口弁のバランスバルブフランジ漏れ修理において補助治具が使用され、一度の施工で密封に成功しました。
適用条件：小規模で均一なフランジギャップ、および低～中圧。分解されたボルトに少なくとも2か所の注入ジョイントを設置し、すべてのナットを同時に緩めない（ガスケットの吹き出しを防止するため）。フランジギャップのサイズに合った銅線をフランジ隙間に埋め込み、閉じた密閉空洞を形成する。漏れ箇所と反対側の位置からシール剤を注入し、徐々に漏れ源へと移動させる。
適用事例：2003年6月、この方法により、攀枝花鉄鋼電力発電所1号機の低圧連通管の垂直フランジ漏れが修復され、計画外の停止を回避した。
適用条件：フランジギャップ ≤ 8mm、中圧 ≤ 2.5MPa。厚さ1.5～3.0mm、幅20～30mmの鋼帯を溶接またはリベットで固定する。継手部には移行用ガスケットを追加し、一体型の密閉空洞を形成する。この方法ではフランジの同軸度が高く求められるが、ギャップの均一性に対する要求は比較的低い。
適用条件：フランジギャップ8mm以下、または中圧2.5MPa。あらかじめプラグバルブが組み込まれた高精度一体型耐圧フランジ治具をカスタマイズ可能。作業者は上風位置に立つこと。ボルト締め後に治具のギャップは0.5mm以下に保つこと。シール剤は漏れ点から最も遠い箇所から注入し、漏れが止まるまで行う。この汎用性の高い方法は、パイプラインの漏れ修理にも適用可能であり、発電所の日常保守作業で広く採用されている。
代表的な適用シーン：攀枝花鉄鋼発電所1号機、2号機および3号機における給水ポンプ温めドレインバルブおよび補助蒸気脱気器遮断バルブのフランジ漏れ。
バルブ本体漏れ対策技術は、産業用パイプライン全般に普遍的に適用可能である。異なる作業条件に応じて、以下の2つの主流かつ成熟したプロセスが採用される。
低圧小規模な砂穴漏れの場合:漏れエリアを金属の輝きに磨き,出流を減らすために漏れ点に角型ピンを押し,堅固な密封層を形成するためにピン周りに高強度接着剤を塗り込みます.
高圧大流量漏れの場合:外部のハッキングツールを固定して,ニットで漏れ点を圧縮します. 柔らかい金属のガスケットで穴を埋め,その後表面を粘着剤で覆い,弾性や油を除去した後,ガラス繊維の布で強化して圧力の抵抗を高める.
低圧マイクロリーク: バルブボディのリークホールより大きいナッツを溶接し,ボルトとゴムガシケットで密封します.
• 高圧重漏れ:排水溶接を採用する. 穴が開いた鋼板に隔離弁を溶接し,脱水のために鋼板を漏れ点に固定し,隔離弁を閉じる前に溶接で板を密封する.
• 高温高圧微小漏れ：まず溶接周辺の隙間を封止し、その後、漏れ箇所をカバーするための専用バイパス配管と適合バルブを接続し、バイパスバルブを閉じて媒体の流れを遮断します。
複雑な漏れ箇所に対する汎用的解決策として、巻き付け法では漏れ部位を包む専用金属製ボックスを製作し、それをバルブ本体に確実に溶接します。溶接作業が困難な場合には、排気孔をあらかじめ設けておき、排水溶接工程により完全な密封を達成します。この方法は高い安定性と優れた現場適応性を特徴としています。
適用事例：攀枝花鉄鋼発電所1号機、2号機および3号機の主蒸気配管ドレインシステムおよび高圧加熱器ドレイン配管に成功裏に適用されました。日常的な配管およびバルブの点検整備において、最も広く採用され、かつ最も効果的な保守工程として位置づけられています。
稼働中の漏れ封止は、火力発電所に著しい経済的メリットをもたらします。100MW級ユニットの1回の起動・停止サイクルにより、直接的な経済損失が30万人民元以上発生します。ライブシーリング技術を適切に適用することで、予期せぬ停止時間および運用コストを効果的に削減できます。現場施工経験に基づき、産業ユーザー向けに4つの主要な結論がまとめられました：
1. 緊急時の一時的保守：稼働中のシーリングは、一定期間のみ有効な緊急対応措置です。生産条件が許す場合には、依然として完全な停止による大規模点検整備が必要であり、潜在的な危険要因を根本的に除去しなければなりません。
2. 厳格な安全管理：シーリング作業は、過酷な作業環境、高い労働強度、不確実なリスクを伴います。作業開始前の包括的なリスク評価および完全な安全保護対策が必須です。
3. 高い専門性が求められる：この技術は、熟練した機械知識、現場での臨機応変な対応力、および専門的なシーリング工具を用いた熟練した操作技術を要求します。現時点では、現場施工のほとんどが専門のエンジニアリングチームによって実施されています。
4. 技術の継続的な向上：材料および構造上の制約により、稼働中のシーリングではすべての漏れ問題を解決することはできません。本技術は、適用可能な作業条件範囲を拡大するため、現在も反復的な最適化が進められています。
上海夏照バルブ有限公司（シャンハイ・シャーザオ・バルブ）は、電力、化学、石油、パイプライン産業向け高性能バルブに特化した産業用バルブの専門メーカーおよびサービスプロバイダーです。バルブのカスタマイズ、現場における漏れ検出、および稼働中の漏れシーリング保守など、ワンストップソリューションを提供しています。
厳格な国際製造基準を遵守し、当社の製品は高耐圧性、耐食性、および安定したシーリング性能を備えています。過酷な作業環境向けにカスタマイズ可能なバルブもご提供しており、グローバルなアフターサービス技術サポートも実施しています。バルブ選定、技術相談、および現地での保守協力については、上海シャオチャオバルブまでお気軽にお問い合わせください。
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