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対策としては、設計の最適化が挙げられる。バルブの漏れを少なくし、使用寿命を長くすることは、バルブの設計や選定が適切かどうか、シール方式の選択、製品の品質、設置や施工、生産工程が規格に沿って行われているかどうかによって決まる。そして、それは大きくはバルブの設計最適化に依存している。 バルブの設計選定の最適化には、バルブの形態の選択、バルブ自体の設計と製造、バルブ材料の選定など、多くの側面が関わってくる。バルブの形式を選定する際には、プロセス条件の要求や設計規格の要件などの観点から、総合的に最適化して検討する必要があります。バルブの用途、媒体の温度、圧力、流量、圧力損失、および媒体の腐食性などは、すべてバルブの選定に直接的な影響を与えます。また、媒体の温度や腐食性に応じて、バルブを製造するための材料も選択する必要があります。施工および実際の運用経験に基づくと、バルブの選定にあたっては、関連する工程要件や設計規格を満たすだけでなく、さまざまな具体的な状況も十分に考慮し、可能な限り運用条件に適合させることで、使用上の要求を最大限に満たす必要がある。 液体、ガス、または二相流の場合、ゲートバルブやストップバルブを使用する方が、ボールバルブを使用する場合と比べて、その効果に明らかな違いが生じます。ボールバルブの気密性はゲートバルブやストップバルブよりも優れており、開閉速度もはるかに速いが、使用可能な温度範囲は**ゲートバルブやストップバルブよりも狭い。一般的に、ほとんどのボールバルブは高温下で使用することができない。一方、バルブとストップバルブは高温下でも性能が比較的安定している。ボールバルブの圧力損失はゲートバルブやストップバルブよりも小さく、一方でストップバルブの圧力損失はゲートバルブよりもやや大きい。これはバルブの内部構造によって決まるものである。異なる物質の流速や流量調整の効果において、使用するバルブの種類によってもその効果は大きく異なります。高速流の場合、一般的に遮断弁は適していません。なぜなら、高速流では遮断弁の圧力損失が大きくなるからです。しかし、流量の調節性能に関しては、遮断弁の方がゲートバルブやボールバルブよりもはるかに優れています。バルブの種類を選定する際には、媒体の温度や腐食性に応じて、バルブを製造するための材料も考慮する必要があります。バルブに使用される材料は、その作動点の工程条件の要求を満たさなければならない。作業ポイントの工程要件に応じて、バルブのコアとボディの材質を適切に選定することで、大幅なコスト増加なしにバルブの使用寿命を延ばすことができる。単に高級な素材を追求するだけでは、材料の無駄遣いにしかなりません。 パッキンハウジングの漏れ対策 開閉弁のパッキンハウジングのシールからの漏れや、弁本体の接続部のシールからの漏れは、開閉弁からの外部への漏れを引き起こす主要な原因であるため、特に注意が必要です。 従来のソフトパッキン式シールは、パッキンプレートの軸方向の圧力によって、バルブステムとパッキン、およびパッキン同士とパッキングケースの側壁との間に一定の半径方向の接触応力を生じさせることでシール効果を発揮するものです。したがって、プレートにかかる軸方向の力はかなり大きくなければならず、これによりパッキンとバルブシャフト間の摩擦トルクが増大し、摩耗が進み、柔らかいセールパッキンの摩耗も早くなる。そのため、良好な密封性能を維持するためには、定期的にプレートボルトを締め直すか、パッキンを交換する必要がある。 適切なパッキンシールおよびパッキンシールの組み合わせを用いることで、バルブの信頼性が向上し、使用寿命が延びます。柔軟な黒鉛リング充填材を組み合わせて使用すると、柔軟な黒鉛リング充填材のみを使用する場合よりも密封性が向上します。現在、国内では単一の柔軟性黒鉛リング充填材が多く使用されている；一方、海外では柔軟な黒鉛リング充填材の組み合わせを用いる方法が普及し始め、良好な結果が得られている。 バルブ本体の接続部における漏れの排除 バルブ本体の接続部のシールは、そのシール性質から見て静止シールに分類され、以下の要件を満たす必要がある：（1）温度や圧力の急激な変化に対応できること； （2）何度も取り外してもシール部品が損傷しない； （3）構造がシンプルでコンパクト、金属消費量が少ない； （4）振動や衝撃荷重に対して鈍感； （5）さまざまな作業媒体の使用要件を満たすことができる。 バルブ本体の接続部には、通常、スロット式または凹凸式の平らなガスケットが使用されて密封されますが、近年では「O」リングによる密封も広く利用されています。 禅槽式平垫片密封とは、平垫片を封じ込められた溝に取り付ける方式であり、この構造によりシール面に非常に高いシール圧が生じ、通常は垫片材料の降伏限界をはるかに超えるため、信頼性の高いシール性が確保されます。これは、圧力が4.0MPa以上の中高圧バルブに適しています。このシール構造の欠点は、バルブを取り外す際にガスケットがシール溝から取り出しにくく、無理に取り出そうとするとガスケットが破損してしまうことです。 凹凸式平垫片密封とは、平垫片を凹凸面を持つフランジの密封面に取り付ける密封方法であり、樟槽式平垫片密封構造と比較して、以下のような利点がある：（1）バルブを分解する際、垫片を容易に取り出すことができる；（2）シール溝が段差状になっているため、加工性が良好である。 平らなワッシャーの材質は、加工条件や流体の性質に応じて、アルミニウム、真鍮、1Cr18Ni9Ti、ゴム・アスベスト板などが選ばれます。フッ素プラスチックも一般的なガスケット用のシール材ですが、冷流性を持つため、シール構造が不適切に設計されると悪影響を及ぼします。 “Oリングは構造がシンプルで製造も容易であり、密封構造を適切に設計すれば、組み付けた後に十分な半径方向の圧縮変形を生じさせることができるため、軸方向の荷重を加えなくても密封が可能である。そのため、フランジ接続の密封部として使用することでフランジの寸法を小さくし、結果としてバルブの重量を軽減することができる。 低圧で口径の小さいバルブにおいては、バルブ本体の寸法と重量を削減するため、通常は内ねじ接続が用いられ、接続部のシール要素としては平らなワッシャーや「O」リングも使用される。 バルブシャフトの漏れ対策 バルブシャフトはバルブにおける重要な負荷を受ける部品であり、その材料は十分な強度と靭性を持ち、媒体や大気、パッキンによる腐食に耐え、擦り傷にも強く、加工性に優れていなければならない。バルブシャフトの表面の耐食性および耐摩耗性を向上させるために、通常はその表面に強化処理を施す必要がある。現在、バルブシャフトを製造する材料として、国内ではほとんどがマルテンサイト系ステンレス鋼が使用されているが、この種のステンレス鋼は隙間腐食に対する耐性が弱い。これは酸性物質の影響でバルブシャフト表面の不動態膜が破壊され、局部的な腐食が生じるためである。したがって、オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼を使用することで、バルブシャフトの隙間腐食に対する耐性を高め、バルブシャフト部分での漏れを効果的に抑制することができる。 石油化学工業の生産において、バルブの漏れは見過ごせない問題であり、生産の経済性や安全性、さらには環境にも大きな影響を与えます。バルブの漏れを解消する鍵は、バルブの構造設計を最適化し、異なる工程条件に応じて適切な材質を選定し、製造過程における品質管理レベルを向上させること、そして工程制御システムに基づいてバルブの選定を最適化することにある。科学技術の進歩、特に新素材の登場に伴い、優れた性能と長寿命を持つ新しい構造のバルブが導入されており、生産の発展ニーズを満たしている。