バルブのシール面の損傷を防ぐ7つのポイント

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バルブのシール面を損傷から守る7つのポイント　バルブは配管内の流体輸送システムにおける制御部品であり、流路の断面や媒体の流れの方向を変えるために使用されます。導流、遮断、節流、逆止、分流、またはオーバーフローによる圧力解放などの機能を持っています。シール面の損傷原因には、人為的な損傷と自然的な損傷の2種類があります。人為的な損傷とは、設計の不備、製造の粗悪さ、材料選定の誤り、取り付けの不適切さ、使用方法の不適切さ、メンテナンスの不十分さなどが原因で発生するものです。自然損傷とは、バルブが正常に動作している際に生じる摩耗であり、媒体によるシール面の避けられない腐食や侵食などが原因で発生する損傷です。 　　具体的には、バルブのシール面が損傷する原因は主に以下のものがあります。取り付けが不正確であったり、メンテナンスが不十分だったりすることでシール面の機能が正常に働かず、バルブが異常な状態で動作し、結果としてシール面が早期に損傷してしまいます。 　　不適切な選定や不適切な操作によって引き起こされる損傷。主に、運転条件を考慮せずにバルブを選定したこと、遮断弁を流量制御弁として使用したことが原因で、封止時の圧力が過大になったり、封止が速すぎたり不完全になったりし、シール面が侵食や摩耗を受けることになる。 　　シール面の加工品質が悪い場合、主にシール面にひび割れや気孔、介在物といった欠陥が見られます。これは、溶着や熱処理の条件が不適切であったり、溶着や熱処理の過程での操作が不十分だったりすることが原因です。また、シール面の硬度が高すぎたり低すぎたりするのも、材料の選定ミスや熱処理が不適切だったことが原因です。シール面の硬度が均一でなく、耐食性に欠けるのは、溶着過程で下層の金属が上に持ち上がり、シール面の合金成分が薄められてしまうためです。もちろん、ここにもデザイン上の課題が存在します。 　　機械的損傷として、シール面は開閉の過程で擦り傷や打撲傷、圧迫傷などの損害が生じます。2つのシール面の間で、高温高圧の影響により原子同士が互いに浸透し合い、付着現象が生じる。2つのシール面が互いに動くと、接着部分が容易に引き裂かれる。シール面の表面粗さが高いほど、この現象は容易に発生する。バルブが閉じる過程や、バルブの弁板が元の位置に戻る過程で、シール面が損傷したり圧迫されたりして、シール面に局所的な摩耗やくぼみが生じます。 　　媒体の侵食とは、媒体が動く際にシール面が摩耗したり、洗い流されたり、キャビテーションが発生する結果である。媒体が一定の速度で流れる際、その中に含まれる微小な粒子がシール面に衝突し、局部的な損傷を引き起こす。高速で流れる媒体はシール面を直接洗い流し、同様に局部的な損傷を引き起こす。また、媒体が混流したり部分的に気化したりすると、発生した気泡が破裂してシール面に衝撃を与え、局部的な損傷を引き起こす。媒体による侵食と化学的腐食が交互に作用することで、シール面が激しく侵食される。 　　電気化学的腐食は、シール面同士の接触、シール面とケーシングおよびバルブ本体との接触、さらには媒体の濃度差や酸素濃度差などが原因で電位差が生じ、電気化学的腐食が起こり、アノード側のシール面が侵食される。 　　媒体の化学的侵食とは、電流が発生しない状態で、シール面付近の媒体が直接シール面と化学反応を起こし、シール面を侵食することです。