耐腐食配管調節弁の選定知識

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　　バルブの腐食問題は、オートメーション計装において常に深刻な課題であり、その被害は非常に大きい。そのため、一部の自動化システムでは手動操作に切り替えざるを得ず、さらに腐食した計器や機器を頻繁に交換しなければならない。したがって、耐腐食性の問題は、国内外のメーカーや設計院にとって常に注目される課題である。 一、耐腐食材料 (1)ゴムにはある程度の耐腐食性があり、価格も安い。そのため、温度がそれほど高くない状況下で耐食性機器の調節弁として広く使用され、50年代から60年代にかけてゴムライニング付きのダイヤフラムバルブが登場しました。大量の腐食性媒体を制御するために、さらにライニング付きバタフライバルブが生まれました。しかし、ゴムは完全な耐腐食性を持たず、使用可能な温度や耐圧条件にも一定の制限がある。 (2)ポリテトラフルオロエチレン（英語ではF4、PTFEと略される）は、現在比較的優れた耐腐食性を持つ材料で、「耐腐食の王者」と呼ばれている。それは非常に優れた耐食性と耐熱性を持ち、-250～250℃の温度範囲で長期間使用することができます。高温高圧下でのフッ素元素や溶融状態のアルカリ金属による腐食作用、あるいは特定のハロゲン化物や芳香族炭化水素によるわずかな収縮を除けば、強酸（濃硝酸や王水を含む）、強アルカリ、強酸化剤、油脂、エーテル、アルコールなどは、高温下であってもそれに影響を与えない。それはあらゆる化学物質に対して耐性を持ち、腐食されることはない。 (3)ポリテトラフルオロエチレンプロピレンは、耐腐食性と耐熱性に優れた新しい素材であり、強酸、強アルカリ、強酸化剤などに対する高い化学的安定性と優れた耐化学腐食性を持っています。また、優れた耐熱性と耐寒性を持ち、-00～250℃の環境下で長期間使用できる；同時に、粘着しない、吸水しない、消えないといった特性もあります。また、この材料は優れた活動性を持ち、部品の表面に内張りとして使用し、耐腐食材料として利用できる。 (4)20～30年代にはすでに海外ではハステロイやモネルといった耐食合金が存在していたが、国内では50～60年代になってようやく研究が始まった。耐食合金を調節弁に使用し始めたのは1980年代からですが、耐食合金の価格が高すぎるため、広く普及するには至りませんでした。 二、耐腐食調節弁シリーズ (1)全テトラフルオロエチレン耐腐食電動単座調節弁　全テトラフルオロエチレン耐腐食単座調節弁は、金属製のケースとポリテトラフルオロエチレンを組み合わせた構造を採用している。金属製のケースは通常、炭素鋼またはステンレス鋼が使用されます。一方、バルブ本体の内部で媒体と接する部分（チャンバー、通路、スロットル部品など）はすべてポリテトラフルオロエチレンで作られており、これによってバルブ本体の材料を腐食性のある媒体から隔離し、腐食の問題をより徹底的に解決しています。特に硫酸、塩酸、湿った塩素ガスなどの媒体を扱う場合にその効果は顕著です。 (2)電気動式フッ素ライニングO型ボールバルブ　フッ素ライニングボールバルブは、水処理専用ボールバルブとも呼ばれ、主に強アルカリや水処理（脱塩水）の二位置制御装置に使用される。内側にフッ素プラスチックをライニングする方式を採用し、耐腐食性のある材料をバルブ本体の内部に敷き詰めることで、さまざまな強腐食性媒体と接する部分がすべてフッ素プラスチックとなり、腐食性媒体とバルブ本体の材料が分離されます；構造上、ボールバルブのボールコアは剛性が高く信頼性に優れた部品であるため、従来のダイヤフラムバルブのダイヤフラムが不安定だったという欠点を根本的に解消し、バルブの信頼性を向上させ、使用寿命を延ばしている。したがって、フッ素ライニング球弁はダイアフラムバルブの代替として理想的な製品です。 (3) 電動フッ素ライニングV型ボールバルブ　フッ素ライニングO型ボールバルブは2位置の調節・遮断にのみ適しているが、不純物を含む強腐食性媒体の調節場所ではフッ素ライニングV型ボールバルブが適している。その構造や取り付け寸法はフッ素ライニングO型ボールバルブと同じであるが、ボールコアには調節機能を持つV字型の穴が開けられている。これにより、閉塞防止性能に優れるだけでなく、低開度での作動時でも調節性能が良好である。粒子や希薄な溶液、懸濁液などが含まれる媒体においては、この耐腐食バルブの使用を推奨します。 (4)電気動フッ素ライニングバタフライバルブ　フッ素ライニングバタフライバルブは、大口径で大流量が必要な、腐食が激しい調節用の場所に適しています。それは、同じフッ素ライニング付きボールバルブと同じ工程を採用し、バルブ本体にフッ素プラスチックを内張りすることで、強腐食性の媒体と接触するすべての部材が耐腐食性に優れたフッ素プラスチックであることを確保しています。したがって、優れた耐腐食性も備えている。また、バタフライバルブ構造を採用することで、優れた詰まり防止性能も得られる。 (5)耐食合金バルブ　耐食合金バルブは、圧力が過大（2.5 Mpa以上）で、温度が過度に高いか低い（180℃以上、-40℃未満）な使用環境に適していますが、非常に高価な材料を使用するため、このバルブの価格も極めて高くなります。DN≤20を提案し、直通式シングルシートバルブ構造を採用する；25≤DN≤150の場合は、オールインワン型バルブ構造を採用する；DN≥200の場合はバタフライバルブ構造を採用することで、コストを大幅に削減し、性能対価格比を向上させることができます。 三、推奨しない製品の使用 (1)フッ素樹脂製ダイヤフラムバルブ 20世紀80年代以前は、より優れた耐食性を持つバルブが見つからなかったため、長い間、多くのメーカーによってフッ素樹脂製のダイヤフラムバルブが広く使用されていました。しかし、現場での使用結果から、このバルブには2つの顕著な欠点があることが判明した。一つは信頼性が低く、寿命が短いことです。フッ素プラスチックで作られた薄い膜状の部品は、動作中に上下に折りたたまれることで容易に破損してしまう；二つ目は重さであり、調節弁が徐々に小型化、軽量化、計装化の方向へ進化する中、ダイヤフラムバルブは一向に重量を軽減できていない。ダイヤフラムはバルブの前後にある媒体の圧力を受けるため、不均一な推力が非常に大きくなり、それに応じてアクチュエータの推力も非常に大きくならざるを得ず、その重量を軽減することはできない。 (2)合金製の二重座弁、スリーブ弁は合金の価格が高く、1キログラムあたり数百円から数千円もする。この構造は材料を多く消費するため、適しておらず、材料を節約できる全機能型の超軽量弁やバタフライ弁を選ぶべきである。