バルブの設置

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バルブの設置 HG/T 20570.18—95 1 適用範囲 1.0.1 本規定は化学プロセスシステムの分野に適用される。ここで言及されているバルブには、安全弁、蒸気ドレンバルブ、サンプリングバルブ、減圧弁などは含まれないが、流量制御用のスロットルプレートやブラインドプレートなど、バルブと類似した機能を持つ配管部品の設置が含まれ、これらの部品を総称してシャットオフバルブと呼ぶ。遮断弁の役割は、流体を遮断したり流れの方向を変えたりすることであり、通常の生産、稼働停止や再開、特殊な作業状況などの生産上の要件、メンテナンスや安全上の要求に応じて設置される。同時に、経済的な合理性も考慮する必要がある。1.0.2 バルブの設置と適切なカテゴリーの選定（型番ではない）。バルブは、プロセスシステムの専門家がPI図を作成する際の重要な作業であり、本規定に記載されている内容は、生産および安全に関する一般的な要求事項を考慮しています。システム専門分野は、本規定を参考にして工学設計を行う際、当該プロジェクトの具体的な状況、地域の気象条件、工場間の連携関係、装置の運用要件、流体の特性、ユーザーの特別な要求、および経済性などを考慮して選択を行うべきである。1.0.3 本規定では、記載されている状況におけるバルブの設置について総合的に概説しており、各種化学プロセスユニットの詳細な要求事項については、該当するユニットのPI図の基本ユニットモードを参照してください。1.0.4 file:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif本規定では、一般産業用バルブの特徴や、エンジニアリング設計においてバルブを選定する際に考慮すべき要素についても解説している。 file:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.giffile:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg 2 開閉弁の設定 2.0.1 端界部における開閉弁の設定 2.0.1.1 装置の端界部（通常は装置境界内側）には、プロセス用物質や公共用物質の配管に対して遮断弁を設置する必要がある。ただし、以下の場合は例外とする：（1）排気システム。（2）境界外に設置された緊急排出槽用の排出管；これら2つの場合でバルブの設置が必要な場合も、鉛封を開ける必要がある（C.S.O）。（3）材料の混入や事故を引き起こさない物料管。（4）計量不要の材料管。 2.0.1.2 端界部のバルブの設置方法は、図2.0.1に示す数種類がある。その中で（1）は一般的な材料の切断に適用される；溶接により爆発や火災などの安全上の事故、または重要な製品品質上の問題が生じる可能性のある場所では、バルブからの漏れを防ぐため、図2.0.1の（2）、（4）、（5）に示すようにブラインドプレートを使用する；図2.0.1の（3）および（5）は、供給後に上流または下流へスウィープする必要がある場合に適しており、バルブCはブロー、排気、漏れ検査の役割も果たすことができ、また検出計測器を直列に接続された2つのバルブの間に設置することもできる。図2.0.1の（5）は、圧力変動が大きくなり得る場所に適しており、逆止弁は瞬間的な遮断機能を果たすことができる。2.0.2 根部弁の設置 file:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.gif 2.0.2.1 ある媒体を複数のユーザーに供給する場合、点検の容易化や省エネ、凍結防止のため、装置の近くに遮断弁を設置するほか、分岐管上で主管に隣接する位置にも遮断弁を設ける。これを根部弁と呼ぶ。通常、蒸気、圧縮空気、窒素などの公共物質システムで使用されます。ある工程材料が複数のユーザーに供給される場合（例えば溶剤）、同様の設定が必要となります。図2.O.2に示されているバルブがルートバルブです。省エネや凍結防止などの要件がある場合、根元バルブと主管との距離はできるだけ短くすべきです。2.0.2.2 file:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif 化工装置内のすべての公共配管の分岐管には、個々のバルブが故障した場合に装置や工場全体の停止を防ぐため、ルートバルブを取り付ける必要がある。2.0.2.3 蒸気および架空の水道管。たとえ1つの装置や機器にしか接続されていなくても、支管の長さが一定以上になる場合は、デッドスペースを減らし、エネルギー消費を抑え、凍結を防ぐためにルートバルブを設置する必要があります。2.0.2.4 2台以上で互いに予備となる蒸気使用機器については、生産上の重要性に応じて、別々に支管の根元弁を設置するかどうかを決定する。2.0.2.5 公用材料の分岐管におけるルートバルブは、配管専門部門が配管配置設計時に設置し、プロセスシステム専門部門は分岐が適切かどうかを確認し、そのルートバルブを公用材料PI図（配分図）に記載しなければならない。 2.0.3 二重バルブ 2.0.3.1 石油ガス、その他の可燃性・有毒性・高価な液体、強い腐食性を持つ液体（濃硫酸や苛性ソーダなど）、または特別な要件がある液体（悪臭を放ち環境に深刻な汚染をもたらす媒体など）を貯蔵するタンクにおいて、タンクの底部から他の装置へと続く配管には、他の装置に近い場所にバルブがあるかどうかにかかわらず、2つのバルブを直列に取り付ける必要がある。そのうちの1つはタンクの接続口に直接接続されるべきであり、タンクの容量が大きい場合や距離が遠い場合には、このバルブは遠隔操作可能なものが望ましい。バルブの数を減らすため、操作が可能な場合は、図2.0.3—1に示すように、複数の配管を1つの接続口にまとめて接続します。上記の媒体を入れた容器の排出弁も二重弁であるべきで、図2.0.3—1に示されている。上記の媒体配管上のサンプリングバルブおよび排出バルブについては、操作頻度やその他の条件に基づき、二重バルブを採用するかどうかを決定する。 file:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image013.gif 2.0.3.2 file:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif 装置が稼働中に点検・清掃や再生を行う必要がある機器には、二重のバルブを設置し、その二つのバルブの間には検査用バルブを設けるべきである。装置がシステムから切り離されると、二重バルブが閉じ、チェックバルブが開きます。ダブルバルブの代わりに他の措置を講じることができる。予備の再沸器はバルブの直径が大きく、圧力降下に厳しい要求があるため、この場合は単一のバルブ（一般的には明杆式ゲートバルブ）を取り付け、8字型のブラインドプレートを併用する。再沸器の各側にはそれぞれ排出バルブを設置する必要があり、図2.0.5—1に示されている。再生を切り替える必要がある装置においては、再生時の温度が通常作動温度よりも大幅に高くなるため、方向を切り替えられる屈曲継手を取り付けることで、安全に切り替えるとともに、大きな熱応力を回避することができる。図2.0.3—2を参照。 file:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.gif2.0.3.3 公用材料の配管は、できるだけ工程用材料の配管と直接接続しないようにし、ホースステーションを介してクイックコネクターを使用して接続すべきである。操作に直結が必要な場合は、二重バルブで接続し、その間にチェックバルブを設置する。このチェックバルブは、供給を停止する際に開くか、またはシーリングを施して閉じる（C.S.O）。圧力に変動が生じる可能性のある場合は、さらに逆止弁を取り付ける。図2.0.3—3を参照。 file:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.gif 公用材料の圧力計がこのバルブ群から離れている場合は、この2つのバルブの間に圧力計を設置することで、使用時にその場で公用材料の圧力を監視できます。この接続方法は、酸素や水素などの補助材料を頻繁にプロセスシステムに供給する場合にも適用できます。液体材料による水系の汚染を防ぐため、頻繁に水を加える必要がある場合は、配管を装置の気相空間に接続すべきであり、この場合も二重バルブは設置しなくてもよい。 2.0.3.4 化学工業プロセスシステムの専門家が高圧廃熱ボイラーおよび蒸気システムを設計する際には、電力工業省電力建設総局の関連規定を参照することができる。file:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image021.gif『火力発電所の汽水配管設計技術規定』（DLGJ233—81）（試行版）の第7～7条1項によれば、Pg＞40*の場合、配管の排水および放水用に2つの遮断弁を直列に設置しなければならない。第7～8条：Pg＞40* の配管の排気装置には、2つの遮断弁を直列に設置しなければならない。圧力の単位はkg/cm2（表）。ご使用の際は、最新版の規定に従って行ってください。2.0.3.5 炭化水素や有毒・有害な化学薬品などの物質が他の工程で使用される物質と接続されている部分、または排出用・排液用の配管には、二重のバルブを設置することができる。詳細は表2.0.3を参照のこと。反応用二重バルブの温度および圧力条件
表　媒体の名称　作動温度℃　作動圧力
重質炭化水素類（灯油、潤滑油、アスファルトなど）　≥　≥
レート蒸気圧が表の値より低く、引火点が表の値より低い炭化水素類　粗ガス油など　≥　≥
レート蒸気圧が表の値より高く、表の値より低い炭化水素類　ブタン、軽質粗ガス油など　≥　≥
レート蒸気圧が表の値より高い炭化水素類　プロパンなど　≥　≥
液化石油ガス　任意　任意　任意
可燃性ガス　≥　≥
有毒ガス及び有害化学物質　任意　≥
2.0.4 file:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.gif
公共物資ステーション（公共工程ステーション）
2.0.4.1 化学プラント内の公共物資ステーション（略して公共ステーション）は、約15mの半径を持つ領域単位で設置することができる。一方、プラント外の工場内の公共ステーションは、設計上の必要に応じて設置される。2.0.4.2 各媒体の遮断弁の規格は、DN15からDN50まで、装置の特性に応じて決定される。公共物資のバルブや接続部品の型式・規格は意図的に統一されないことがあるが、各公共ステーションにおける媒体の配置順序は一定にすることで、緊急時に誤って異なる媒体を接続して事故を拡大させるのを防ぐことができる。 2.0.4.3 寒冷地帯の屋外公共施設における水管は、以下の方法で設置できる：（1）多層フレーム構造の場合：通常通り配管しバルブを設置し、最下層の床付近で切断して急速接続部を設け、使用時には近くの水道用バルブ井戸から水を引く。固定配管に排出弁を使用する場合、排出弁はバルブ井内に設置すべきである。 （2）タンクエリアや積み降ろしプラットフォームなどでは、給排水担当部門と協議の上、バルブ井戸の位置を適切に調整し、給水用バルブをバルブ井戸内に設置することができる。（3）蒸気管と一緒に断熱する。2.0.4.4 修理時に空気工具を使用するため、共用ステーションの圧縮空気管の管径や遮断弁を適宜大きくすることができ、例えばDN25からDN50にすることができる。2.0.4.5 装置、配管および公共ステーションに適合した管継手は、小型装置の場合、装置の配管にある排出・排気口と共用することができる；大型装置の場合、装置に専用の共用材料接続口（U.C）を設けることができ、この接続口と排出弁は、垂直型装置では下部と上部に、また水平型装置では長さ方向の両端にそれぞれ設置されるべきである。2.0.4.6 工程用流体の逆流により公共材料配管が汚染される可能性がある場合、その配管の遮断弁の下流に逆止弁を設置する。2.0.5 タワー 2.0.5.1 タワー頂部の凝縮器内で凝縮される蒸気の圧力を、できるだけタワー頂部の圧力と同じに保つ必要がある。タワー頂部からの配管の圧力降下は最小限に抑えるべきであり、プロセス制御上の特別な要求がない限り、タワー頂部から凝縮器への配管には切替弁を設置しない。2.0.5.2 再沸器（中間再沸器を含む）と塔体との接続配管には、プロセス制御上必要な場合や、装置の運転中に清掃が必要な場合を除き、遮断弁は設置しない。熱サイフォン式再沸器と塔体の接続管にバルブを取り付ける場合は、接続管の直径と同じもののゲートバルブを使用すべきである。バルブと再沸器の間には8字型のブラインドプレートを設置し、同時に再沸器にはそれぞれ排液弁を設ける。図2.0.5—1を参照。一度通過型の熱サイフォン式再沸器では、再沸器の原料入口と塔底の出口との間に連通管を設け、遮断弁を取り付ける必要がある。図2.0.5—2に示すように、この弁の口径は塔底の出口管よりも少なくとも1/4インチ大きくなければならない。 file:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image028.gif file:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image030.jpg 強制循環式再沸器では、再沸器から塔への配管上で、塔本体に近い位置に次の絞り弁が取り付けられる。このバルブは、流量制限用のスリットプレートで代替できる。しかし、過剰な蒸発が強制循環によって向上した効率や対数平均温度差を低下させない場合は、このストレーナーを省略することができる。図2.0.5—3を参照。2.0.5.3 ストリッピングタワーのサイドライン出口および蒸気戻り配管には、プロセス制御上の必要がある場合を除き、切替弁は設置しない。2.0.5.4 入料組成が変動する可能性のある塔では、設計上の変動幅に応じて追加の入料口を設けるべきであり、各入料口の遮断弁は塔体の入料管口に近接して配置すべきである。減圧により二相流の物質（液化ガスまたは飽和吸収液）が生成されるため、給料遮断弁も塔の給料管口にできるだけ近くに設置すべきである。塔板数が多く、塔体が長すぎて2つのセクションに分かれて連結されているため、一方の塔の頂部からもう一方の塔の底部までの気相配管には遮断弁が設置されていない。工程制御のために設置される釜内液の遮断弁や制御弁は、可能な限り受料塔の管口に近い位置に設置すべきであり、図—に示す通りである。 2.0.6 熱交換器 2.0.6.1 制御上必要な場合や、装置の運転中に遮断が必要（可能）な熱交換器を除き、一般的にプロセス流体側には遮断弁は設置しない。2.0.6.2 交換器の両側がいずれもプロセス流体の場合、運転および制御の状況に応じて一方のみに遮断弁を設置する。2.0.6.3 熱交換器に生産または修理のためバイパスを設置する場合、入口・出口配管およびバイパスにはいずれも遮断弁を設ける。通常、以下のような場合にバイパスを設ける必要がある：（1）製造工程の中で熱伝達が不要なプロセスがあり、その場合は熱交換器を遮断するべきである；（2）自動または手動による工程温度調節； （3）メンテナンスのため、一時的に熱交換器を遮断する必要があります。2.0.6.4 蒸気加熱装置（1）加熱用蒸気の入口管には、調整性能の良い手動調節弁または自動制御弁を設置しなければならない。（2）適切な位置に不凝縮ガス排出弁を設置しなければならず、この弁は図2.0.6に示すように、装置上で蒸気入口から離れた側の最も高い場所に配置されるべきである。（3）蛇管加熱の場合は、排水弁の前に設置したチェックバルブで不凝縮ガスを排出し、別途不凝縮ガス排出弁は設けない。 2.0.6.5 file:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image036.giffile:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image037.gif水冷装置（1）冷却水は運転中に加熱されて溶解ガスが放出されるため、熱交換装置の適切な位置に排気弁を設置する必要がある（2.0.6.4の規定を参照）。このバルブは、稼働開始時に装置内のガスを排出したり、停止時に空気を導入するためにも使用されます。（2）各装置の取水口およびポンプの各冷却回路の入口には、それぞれ切断弁を設置しなければならない。水量を調整する必要がある場合、このバルブは自動制御バルブ、または調節性能の高い手動バルブでなければならない。 （3）自然戻り水：出口には遮断弁を設けない。（4）圧力戻り水：出口には一般的に遮断弁を設置すべきである。同時に停止できる数台の機器のみが、出口で1つの遮断弁を共有できる。（5）通常、配管の低点に排出弁を設置する。配管上の排出弁では装置内の水を完全に排出できない場合にのみ、装置に追加の排出弁を取り付ける。多段列管式熱交換器および折り返し板を備えた熱交換器は、隔板に涙孔を開ける方法で排液する。（6）寒冷地帯の屋外用水冷式冷却器で、装置の運転中に停止して点検を行う場合は、凍結防止用の補助ラインを設けるべきである。2.0.6.6 空冷器　空冷器の入口・出口配管には通常遮断弁は設置されないが、供給流体が二相流である場合が多いため、各冷却管群の圧力損失分布に特に注意し、設計時には入口・出口配管を対称的に配置する必要がある。工程上、運転を停止して操作するか、運転中にメンテナンスが必要なエアコンディショナーには、その入口・出口に遮断弁、排液弁、放気弁などを設置する必要がある。2.0.7 容器 2.0.7.1 装置の内容器および貯蔵タンクの2つのカテゴリーにおいて、以下の場合にはバルブを取り付ける必要がある：（1）複数の入口または出口があり、操作を切り替える必要がある場合は、管口にバルブを取り付ける。（2）可燃性、毒性、腐食性の物質を収容する容器の出口にはバルブを設置し、内側の容器には通常単一のバルブを、中間または工場全体のタンクエリアにあるタンクには二重のバルブを設置する。工学設計においては、特別な状況に対応した工事上の規定を設けるべきである。 （3）最低点に排出弁を設置し、排出管の位置は排出弁よりわずかに高くする。（4）容積が小さいもの（点検用の人孔を設けないもの）またはシステムと一緒に交換可能な容器を除き、すべての容器の下部には共用物質用の接続管（U、C）を設置し遮断弁を取り付け、さらに容器の上部で共用物質用接続口から離れた端には排気弁を設置する必要がある。（5）不活性ガスによる保護が必要な容器およびタンクには、自己作用式制御弁を設置し、さらに逆止弁を直列に接続すること。詳細は業界標準「気封の設置」（HG/T20570.16—95）を参照のこと。 （6）大型の円錐形またはアーチ形の常圧タンクでは、揮発性の高い物質を貯蔵する際には呼吸弁を設置しなければならない。環境保護および衛生基準を超える条件のある場所や、排気ガス処理が不十分な場所では、呼吸弁の代わりに低温凝縮システムが使用される。2.0.8 コンプレッサーは、大気から空気を吸い込むエアコンプレッサーを除き、入口弁を取り付けないものの、すべてのコンプレッサーの入口および出口には遮断弁を取り付ける必要がある。装置が稼働中に点検が可能な圧縮機には、入口および出口の内側にもスリーブ式ブランクプレートを取り付けるべきである。並列の空気圧縮機は、それぞれ独立した吸気口を持つべきである。圧縮機の入口・出口バルブ間にはバイパス管を設け、接続バルブを配置する必要がある。（1）往復式圧縮機には、起動時に低負荷で始動させるためのバイパス管が設置されている。また、点検後の試運転時にはシステムから切り離すことで過圧を防ぎ、同時に入口部の正圧を維持する役割も果たす。これは、作動媒体が可燃性・爆発性ガスの場合に特に重要である。（2）多段往復式圧縮機のバイパス管は段ごとに接続できるため、エネルギーを節約するだけでなく、調整過程で各段の負荷を調整して均等に動作させることができる。工程や安全性上の必要に応じて、入口と最終段の間に別のバイパスを設けることができる。（3）エアコンプレッサーは、出口バルブの上流に遮断バルブ付きの大気開放型出口を1つ設置するだけでよい。（4）遠心圧縮機において、バイパスの通過能力は少なくとも圧縮機のサージ点の負荷に相当するものでなければならない。圧縮機の補助システム（1）補助システムには一般的に冷却水、潤滑油、シールオイル、洗浄油、排出および抜き取りなどが含まれる。冷却水を十分に活用するため、温度の要件に応じて直列に使用でき、冷却水はまず後段の冷却器を経てからシリンダージャケットへと送られる。各冷却水回路の入口にはそれぞれ遮断弁を設置し、出口においては、常圧で戻る水の出口を戻り水用ファンネルの上端より高くし、圧力式の戻り水用視鏡などを設けて水流の状況を確認できるようにする。圧力戻り水の冷却水出口には、停止時の点検のために遮断弁を設置しなければならない。同じ装置の各排水口はまとめて、1つの遮断弁を取り付けることができる。（2）圧縮機の製品資料において、潤滑油、シールオイル、および洗浄油システムが同梱されていない場合は、資料の要求に従って配管やバルブを設置しなければならない。重要な部分（例えばベアリング部の潤滑）には、独立した回路が必要である。（3）圧縮機の各段間にある分離タンクには、それぞれ排液弁を設置しなければならない。すべての液体が一本の総管に集められる場合、圧力降下を計算し、総管内の圧力が各段階の圧力よりも低くなるようにしなければならず、また、各段階の液体出口には逆止弁を設置する必要がある。（4）液滴が圧縮機内に入ることは絶対に許されず、これは往復式および遠心式の場合、直ちに機械的損傷を引き起こす； スクリュー式液環式圧縮機の損傷は顕著ではないが、シールオイル（液体）の品質に影響を与える。したがって、圧縮機の入口には、性能が良く十分な容量を持つ分離タンクを必ず設置しなければならない；配管設計は合理的でなければならず、ガス中の凝縮液が圧縮機に入るのを防がなければならない。a. パイプラインの排液バルブを設置し、パイプライン内の凝縮液や液滴を排出する。b. コンプレッサーの出入り配管部における、コンプレッサーより高い垂直な直管の高さを制限する。（5）圧縮機の交換が必要な場合は、吸込分離タンクまたは並列接続された各圧縮機の入口・出口に共用材料用の接続管を設置し、出口は安全な場所へ排出すること。2.0.9 ポンプ 2.0.9.1 ポンプは構造形態によって多くの種類に分けられるが、本規定では配管およびバルブの設置という観点から2つの大きなカテゴリーに分類する。すなわち、羽根車式（遠心ポンプ、軸流ポンプ、渦巻きポンプを含む）および容積式（往復式および回転式を含む）である。2.0.9.2 開閉弁（1）各ポンプの入口および出口には、開閉弁を設置しなければならない。（2）ポンプ入口の切替弁は、配管の口径と同じものでなければならない。吸い込み配管がポンプ入口より2段大きい場合は、配管口より1段大きなバルブを選択できる。この時、様々な条件下での有効な正の吸込み圧頭を検算しなければならない。（3）ポンプ出口の遮断弁は、配管のサイズと同じでなければならない。出力管の直径がポンプ出口よりも2段階以上大きい場合、バルブは管径より1段階小さくてもよい。2.0.9.3 チェックバルブ（1）容積式ポンプ 容積式ポンプ（例えば往復式ポンプ）の入口には通常、内蔵のチェックバルブがあります。そのため、流体の逆流を防ぐために配管上に別途チェックバルブを設置する必要はありません。システム専門家は、選定したポンプの資料を確認し、ポンプメーカーが内蔵式逆止弁を提供していない場合は、この弁を追加する必要がある。（2）羽根車式ポンプにおいて、液体が逆流することで以下のような状況が発生する場合、ポンプの出口配管には逆止弁を設置すべきである：a. 液体の温度が上昇し、通常の輸送温度より90℃以上高くなった場合。b. 出力流体の温度と圧力の組み合わせが、ポンプケーシングの設計条件を超過している。 c. インペラーは逆回転によって損傷する。d.工程操作で許容できない各種の変動。（3）逆止弁のサイズは、ポンプ出口の遮断弁と同じものでなければならない。（4）並列のポンプは、各ポンプの出口にそれぞれ逆止弁を取り付けるべきである。2.0.9.4 接続弁（1）遠心ポンプには通常、この弁は設置されない。（2）容積式ポンプおよび渦巻きポンプは、起動時や単体試運転時に圧力を保持してはならないため、ポンプの入口・出口弁の間に連通弁を設ける必要があり、図2.0.9（a）に示す通りである。（3）小型往復式計量ポンプの場合、安全弁のみを設置し、入口・出口連通弁は設置しなくてもよい。2.0.9.5 排気弁（1）遠心ポンプは起動前に液体で満たす必要があり、排気弁を設置する必要がある。大型の水平型遠心ポンプでは、ポンプケーシングの上部に排気バルブが設置される。一般的な遠心ポンプでは、ポンプの出口にある逆止弁とポンプの間、ポンプ本体よりわずかに高い位置にこのバルブを設けることができる。小型のポンプの場合は、逆止弁と遮断弁の間にある排気用バルブを排気バルブとして使用できる。垂直型遠心ポンプ（水中ポンプを含む）では、このバルブを設置するかどうかは製品の仕様書に記載されている構造に従って決定する。図2.0.9(b)を参照のこと。（2）容積式ポンプにはこのバルブは不要です。2.0.9.6 ボトムバルブ式遠心ポンプの吸込み液面がポンプの入口より低い場合、ポンプ本体に液体を充填する際に漏れが出ないよう、ポンプの入口管の底部にボトムバルブ（場合によってはフィルターも）を設置する必要がある。2.0.9.7 低流量保護管式遠心ポンプは、流量が低い場合に使用される。条件付きで運転すると効率が非常に低く、動作しないこともあるため、低流量保護管を設置する必要がある。（1）ポンプは短期間にその定格流量の20％未満の条件で運転される可能性があるため、バルブを設けずに流量制限用のスロットルプレートを備えたバイパスを取り付けるべきであり、このスロットルプレートのサイズは、ポンプを通過する流量が少なくとも流量の20％を維持できるように（またはポンプの動作曲線に従って別途定められる）。液体がバイパス孔板を通過する際に発泡が生じる可能性がある場合、バイパス配管はポンプの上流にある吸液装置に戻し、孔板をその装置に近接させる必要があります。図2.0.9(c)に示されています。 （2）ポンプは定格流量の40％以下で長期間運転される可能性があるため、孔板式制御弁を備えたバイパスまたは手動弁を設置するべきである。（3）ポンプが長期にわたり低流量で運転される場合、バイパス配管はポンプの上流にある吸液装置に戻すべきである。2.0.9.8 ポンプの排出、排気用の排出弁は、2.0.9.5の規定に従って一緒に設置することができる。液化ガスまたは飽和吸収液の場合、ポンプの入口に排気ラインを設置する必要がある。放出されるガスが可燃性・爆発性、または有毒なガスの場合、排気管はできるだけ近くのタンクの気相空間またはトーチパイプラインと接続されるべきである。真空システムのポンプからの排気は、図2.0.9(d)に示すように、上流にある吸液装置の気相空間に戻されるべきである。この配管は、点検前にポンプ内の液化ガスを排出するためにも使用されます。配管上の排出弁を用いてポンプ内の液体を完全に排出できる場合、または送液される液体が無害なもの（無毒、非腐食性、無汚染）である場合は、ポンプ本体に排出弁を設ける必要はありません。逆に、ポンプの製品資料に記載されている排液孔のサイズに従って排出弁を設置する必要があります。2.0.9.9 ヒートポンプおよび結露防止バイパス　次のいずれかの状況にあるポンプには、ヒートポンプおよび結露防止バイパスを設置するものとし、図2.0.9(e)に示す。（1）輸送温度が200を超える℃；（2）気温が材料の傾点または凝固点よりも低くなる可能性がある；防凝用バイパスは、蒸気ヒーターまたは電気ヒーターによる保温を行うべきである。（3）逆止弁の弁板に穴を開ける方法で、このバイパスに代用することができる。2.0.9.10 高圧バイパス用の高揚程ポンプでは、出口切替弁の両側の圧力差が大きく、サイズの大きな弁の弁板が一方向に過度な圧力を受けて開閉しにくいため、弁の前後にDN20のバイパスを設置し、弁を開く前にまずバイパスを開いて弁の両側の圧力を均衡させる必要がある。図2.0.9（ ）に示されている。2.0.9.11 その他（1）冷却水、洗浄液、シール液の配管：一般的には複数の入口管を1つの入口遮断弁でまとめることができるが、重要な場合（例えば高温または高速度ポンプのベアリングなど）では、各回路ごとに独立した入口弁を設けるべきであり、出口には冷却水などの媒体の流れ状況を別途確認できる措置を講じる必要がある。詳細は2.0.8.3（l）の規定を参照のこと。（2）蒸気往復ポンプの蒸気配管には、配管の最低点にドレンバルブを設置し、入口弁および廃蒸気出口の外側にも排液バルブを設ける。file:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image046.giffile:///C:/Users/ccmh/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image042.gif 3 工程設計におけるバルブの種類選定 3.0.1 選定時に考慮すべき要因 バルブの選定は、操作性や安全性、経済的合理性を踏まえ、総合的に比較検討した結果に基づいて行われる。バルブを選定する前に、以下の基本条件を明確にしなければならない：3.0.1.1 物性（1）物質の状態 a.気体状の物質の状態には、物性データが含まれ、純粋な気体か混合物か、液滴や固体粒子が存在するか、凝縮しやすい成分があるかどうかが含まれる。b. 液体材料の物性状態には、物性データ、純粋な成分または混合物に揮発性成分や気体が溶解しているかどうか（圧力が下がると析出して二相流を形成する）、固体懸濁物が含まれているかどうか、さらに液体の粘度、凝固点、傾斜点などが含まれる。（2）その他の特性：腐食性、毒性、バルブの構造材料に対する溶解性、可燃性や爆発性などの性質を含む。これらの性能は、時に材料だけでなく、構造上の特別な要求を引き起こしたり、配管の等級を向上させる必要が生じたりすることもあります。3.0.1.2 実働時の作業条件（ ）は、通常の作業条件下の温度と圧力に加え、停止・起動または再生時の作業条件も考慮する必要がある。a. ポンプ出口弁には、ポンプの最大閉止圧力などを考慮する必要がある。b. システムの再生温度が通常温度よりも大幅に高く、かつ圧力が低下している場合、このタイプのシステムでは温度と圧力の相乗的な影響を考慮する必要がある。c. 操作の連続度：つまりバルブの開閉頻度であり、耐摩耗性に対する要求にも影響を与える。開閉が頻繁なシステムでは、二重バルブの設置を検討すべきである。（2）システムが許容する圧力降下 a. システムが許容する圧力降下が小さい場合、または圧力降下は大きくても流量調整を行う必要がない場合は、ゲートバルブやストレート型のボールバルブなど、圧力降下が小さいバルブタイプを選ぶべきである。b. 流量の調整が必要な場合は、調整性能が優れ、ある程度の圧力損失を持つバルブタイプを選ぶべきである（圧力損失が全配管の圧力損失に占める割合は、調整の感度と関連している）。（3）バルブが置かれる環境：寒冷地の屋外では、特に化学物質を取り扱う場合、バルブ本体の材質としては鋳鉄を使用することはできず、鋳鋼（またはステンレス鋼）を選択すべきである。3.0.1.3 バルブの機能（1）遮断：ほぼすべてのバルブには遮断機能がある。流量調整を必要とせず単に遮断するだけなら、ゲートバルブやボールバルブなどが適しています。迅速な遮断が求められる場合は、コックやボールバルブ、バタフライバルブなどが適しています。止弁は流量を調節すると同時に遮断することもできる。バタフライバルブも大流量の調節に適しています。（2）流れの方向変更：L字型の通路を持つ2ウェイまたはT字型の通路を持つ3ウェイのボールバルブやコックを使用することで、物質の流れ方を迅速に変更できる。また、1つのバルブが複数の直通バルブの役割を果たすため、操作が簡素化され、切り替えが正確に行え、占有スペースも削減できる。（3）調節：ストップバルブやピストンバルブは一般的な流量調節に適しており、ニードルバルブは微量の微調整に使用できる； 大きな流量範囲で圧力や流量を安定して調整する場合は、スロットルバルブが適している。（4）逆止弁：材料の逆流を防ぐ必要がある場合は、逆止弁を使用できます。（5）異なる生産工程に応じて、ジャケット付き、排出口付き、バイパス付きのバルブや、固体粒子の沈着を防ぐためのエアー吹き込み口付きのバルブなど、追加機能を備えたバルブを選択することができる。3.0.1.4 開閉バルブの駆動力：現場で操作するバルブのほとんどは手輪を使用し、操作位置がある程度離れている場合には、チェーンホイールや延長棒を用いることができる。一部の大口径バルブは、作動トルクが過大であるため、設計段階ですでにモーターが内蔵されている。防爆エリアでは、対応する等級の防爆モーターを使用しなければならない。リモートコントロールバルブ：使用される動力の種類には、空気圧式、油圧式、電動式などがあり、そのうち電動式は電磁弁とモーター駆動式のバルブに分けられる。必要に応じて、また供給可能なエネルギーに基づいて選択するべきです。3.0.2 各種タイプのバルブの特徴と適用範囲 3.0.2.1 ガートバルブ （1）流体がガートバルブを通過する際に流れ方向は変わらず、完全に開放された状態では抵抗係数があらゆるバルブの中で最も小さく、また適用可能な口径範囲や圧力・温度範囲も非常に広い。同じ口径のストップバルブと比べて取り付けサイズが小さいため、化学製造プラントで最も多く使用されるタイプです。（2）バルブのハンドルには、明杆タイプと暗杆タイプの2種類がある。明杆バルブは、2台以上の同じ機器を交互に切り替える際に特に有用であり、その明杆によってバルブの開閉状態がはっきりと確認できる。（3）ゲートバルブを半開状態にすると、バルブシートが振動しやすくなるため、ゲートバルブは全開または全閉の状態でのみ使用可能であり、流量を調節する必要がある場面には適していません。（4）バルブ本体にスロットがあるため、固体粒子を含む流体には適していません。近年、このような状況に適用できるエア吹き出し口付きのバルブがある。3.0.2.2 遮断弁（1）遮断弁は、化学プラントで広く使用されるバルブの一種です。そのシール性能は信頼性が高く、流量の調整にも適しており、一般的にはポンプの出口や調節バルブのバイパス流量計の上流など、流量を調整する必要がある場所に設置されます。（2）流体がバルブコアを通過する際に流れ方向が変わるため、圧力損失が大きくなり、またバルブシートに固体が堆積しやすいため、懸濁液には適していない。（3）ストップバルブは同口径のゲートバルブと比べて体積が大きいため、その最大口径が制限される（最大DN150～200）。（4）Y型切替弁および角形切替弁は、通常の直通弁と比べて圧力損失が小さく、また角形弁には流れの方向を変える機能も備わっている。（5）針形バルブも遮断弁の一種で、バルブシートが円錐形をしており、少量の流量を微調整したり、サンプリングバルブとして使用したりできる。3.0.2.3 ロッドバルブ、ピストンバルブ、ボールバルブ（1）の3つは機能が似ており、いずれも迅速に開閉できるバルブである。バルブコアには横方向の開口部があり、液体が直進して流れるため圧力損失が少なく、懸濁液や粘性の高い液体に適しています。バルブコアはL字型またはT字型の流路にして、三通弁や四通弁とすることもできる。外形が整っており、保温が必要な場合にジャケットバルブとして使用しやすい。これらのバルブは、空気駆動式や電動式にして遠隔操作することも容易である。（2）3者の違いはプランジャーバルブで、ボールバルブの作動圧力はやや高い。3.0.2.4 バタフライバルブには一定の調整機能があり、特に大量流量の調整に適している。使用可能な温度はシール材によって制限される。3.0.2.5 止回弁（1）止回弁とは、流体の逆流を防ぐために使用される弁です。一般的には、流体の逆流による汚染、温度上昇、または機械的損傷を防ぐために使用されます。 （2）一般的には、回転開閉式、昇降式、球形の3種類がある。回転式の直径は後者2種類よりも大きく、水平管や垂直管に設置できる。垂直管に設置する場合は、流体は下から上へと流れる必要がある。昇降式および球式は口径が小さく、水平管路にのみ設置可能である。 （3）逆止弁は急激な逆流を防ぐためにのみ使用でき、シール性能が劣るため、厳格に混合を禁じられている物質については、他の対策も講じる必要がある。 （4）遠心ポンプの入口が吸上げ状態の場合、ポンプ内の液体を保持するために入口管の先端に取り付けられる底弁も一種の逆止弁である。容器が開放型の場合、底弁にはフィルターを取り付けることができる。 3.0.2.6 ダイアフラムバルブおよびチューブクランプバルブ これらのバルブを使用する際、流体はダイアフラムまたはホースとのみ接触し、バルブ本体の他の部分には触れないため、腐食性のある流体や粘性の高い液体、懸濁液などに特に適しています。しかし、使用範囲はダイヤフラムやチューブの材質によって制限される。