石炭液化に使用されるバルブの一覧

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この投稿は、2015年11月23日08:36にyinkuilin6868によって最終的に編集されました。石炭から石油を製造するための設備は、主に反応炉やタワー、タンク、パイプラインなどのシステム機器で構成されており、バルブはその中でも重要な制御装置です。一般的なバルブとしてのゲートバルブ、シャットオフバルブ、チェックバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブなどは、高温（480℃）、高圧（30MPa）、水素環境、酸素環境、可燃性・爆発性物質の存在、腐食や摩耗といった厳しい使用条件に耐える必要がある。特に重要な装置においては、高温高圧に耐えられ、金属製のシール機能を持ち、耐摩耗性に優れたボールバルブが多く採用されており、これはバルブ業界における先端技術製品の発展方向にも合致している。石炭から石油を製造するための金属シール式耐摩耗ボールバルブは、設置場所や工程条件の違いにより、金属シール式二体式、分割式、偏心半球式、オービットボールバルブなど、さまざまな構造形態がある。 1、金属シール二体式ボールバルブ　金属シール二体式ボールバルブは、固定球のハードシール構造を採用している。耐高温で、両面が密封されており、構造が堅牢で密封性能も信頼性が高いため、高温や可燃性・爆発性のある水素処理装置の配管に多く使用されます。 2、金属シール式分割球弁　金属シール式分割球弁とは、バルブステムの中心線を境にしてバルブ本体が二つに分かれている、固定球式のハードシール球弁であり、球体と上下のバルブステムは高い同軸度を持つ一体型の軸構造となっている。このバルブは、高温度に耐えられ、両面からのシールが可能で、構造が堅牢かつ信頼性の高いシール性能を備えています。2つのバルブボディに分かれたパッキン部の接合面のシール構造に制約があるため、中圧レベルの配管やトルクが小さいホッパー、および反応釜の灰滓排出部などで使用され、スラグロックバルブ、アッシュロックバルブ、またはホッパーロックバルブなどとして機能する。 3、金属シール式偏心半球バルブ　金属シール式偏心半球バルブは、球体が半径方向に偏心した構造を持つ鋳造半球形状であり、V字型の切り欠きがある場合もある。シール部は環状の半球形の台面となっている。バルブシャフトとボールの上部は、先端歯または矩形歯のスプラインで接続されており、荷重が均等にかかり、位置合わせ性に優れているという利点があります。球体の下部は底蓋の軸受と中心合わせされる。このバルブは高温に耐えられ、片面シール性能が優れ、開閉がスムーズであり、シールパートが分離されてもシール面同士の摩耗を防ぐため、使用寿命が延びます。調整や遮断が必要な灰や繊維、スラリーなどの媒体を流すパイプによく使用されます。 4、金属シール式トラックボールバルブ　金属シール式トラックボールバルブは、球体が鋳造による中空の半球構造を採用しており、シール部は環状の球台面となっている。球体上部の2つの横ピンがバルブステム下部の7°～10°のくさび面と噛み合い、球体下部はバルブ本体の底穴と球頭で噛み合う。バルブロッドには、バルブロッドの昇降を駆動する台形ねじがあり、また支持枠の固定ピンスリーブの作用によってバルブロッドを同時に90°回転させる螺旋溝も備わっている。開閉の回転過程において、球体の揺動によりシール面がバルブシートから離れたり密着したりし、バルブの開閉動作が実現される。これにより、球面シール対間の空転摩擦が避けられ、シール面の摩耗が軽減される。バルブシャフトの下部にあるくさび状の面と、球体の横方向のピンは、開閉動作の極限位置で厳しい負荷がかかるため、この種のバルブは主に中低圧レベルで、口径が中小の灰やスラリーを運ぶ配管において、開閉機能として使用されます。 5、スプレッド型ボールバルブ　スプレッド型ボールバルブ（球面ゲートバルブ）も金属製のシールバルブに分類され、石油化学業界のコークス製造や分解プロセスで広く使用されている。しかし、構造が複雑で部品数が多く、サイズも大きいため、重量が重いという制限があり、その適用範囲はある程度制約を受けている。石炭からの石油製造用金属シール耐摩耗ボールバルブの一般的な口径は50～400mmで、最大で600mmまであります。圧力レベルは2.0～26.0MPaの範囲で、最大で42MPaに達する。バルブの使用条件に応じて、バルブ本体の材質は炭素鋼（WCB）、耐熱鋼（WC9）、オーステナイト系ステンレス鋼（CF8M）、またはチャネルライニング用の両方向ステンレス鋼（F51）がそれぞれ選ばれる。球体の材質はオーステナイト系ステンレス鋼（316）を使用し、表面には超硬合金材をスプレー塗装している。バルブロッドとボールは、連結ロッド構造を持つことができる。バルブシャフトは、ほとんどが熱処理された沈殿硬化ステンレス鋼（17-4PH）であり、時効処理後の硬度は35～40HRCとなる。バルブシートの前端にある主要な密封面には、高硬度の超硬合金が塗布されている。また、バルブシートの後部にある補助的な密封部分には、弾性密封機能や耐熱性、スラグ防止機能があり、さらに削り取って清掃する機能も備わっている。この種のバルブの開閉トルクは、同規格のソフトシール球弁のトルクよりも数倍大きく、駆動装置の出力トルクの選定は、製造工程のレベルや加工品質（表面粗さおよび同心度）に応じて決定されるべきである。バルブの球面シールペアは、耐摩耗性を持つ金属製シールバルブの核心部分であり、構造設計、耐摩耗材料、スプレー塗装工程、および球面の研削・調整といった観点から、これらの技術的課題を解決する必要がある。球面は一般的に、304や316の基材上に超音速スプレー法を用いてニッケル系炭化タングステン（Ni-WC）を塗布し、シール面の接着強度（75MPa）と低い気孔率（3％～5％）を実現する。表面硬度は>832HV（>65HRC）に達する。スプレー用粉末には、ドイツのスタック、アメリカのプレックス、または日本のフジミの輸入品を使用できます。バルブシートの主密封面は、304、316の基材にニッケル系合金（Ni55、Ni60）を熱溶射して形成され、表面硬度は55～60HRCに達します。球体の真円度は0.01～0.02mmでなければならず、球体の表面粗さRa値は0.4μm以下でなければならない。球体のシール面はまず粗研磨を行い、その後ボウル型のダイヤモンドサンドホイールまたはダイヤモンド砂条が埋め込まれた研磨盤を用いて精密研磨を施す。最終的にはバルブシートのシール面と球面を一対一で研削し合わせることで、バルブのシール部品同士の密着度を確保し、金属シールによる漏れゼロを実現する。 　　金属製の耐摩耗球弁は、材料コストが高く、技術的な要求も厳しく、製造が困難で品質上のリスクも大きい。また、本体材料やシール材料の選定に加えて、球体の円形度、球面の滑らかさ、シール面の密着度、そして球軸の同心度にも高い要求がある。そのため、この種のバルブの価格は、同じ機能を持つ輸入品と比べても非常に高く、同規格のソフトシール球弁の6～10倍にもなる。同じ金属製のハードシールボールバルブでも、輸入品の方が国産品よりも価格が3～5倍も高い。輸入される耐摩耗バルブのシール面には、さまざまな先進的なスプレー処理技術が採用されており、中にはタングステンカーバイドをコーティングする技術が導入されているものもある。例えば、アメリカのMoges社やEverlasting社が製造する耐摩耗バルブなどで、これによりバルブはより優れたシール性能と長寿命を実現している。