圧力定格は、バルブの設計と選択において最も重要な側面の 1 つです。これらの定格は、バルブが故障の危険なく安全に動作できる最大圧力を定義します。水、油、ガス、蒸気のいずれを扱う場合でも、バルブの圧力定格システムの安全性、寿命、信頼性を確保するためには不可欠です。この記事では、圧力定格の包括的な概要、その決定方法、およびバルブの選択と用途において圧力定格が重要である理由について説明します。
1. 圧力定格とは何ですか?
圧力定格は、特定の温度でバルブが処理できる最大圧力を示します。これらの評価は、材料特性、設計、およびテスト条件に基づいてバルブ メーカーによって確立されます。
主な考慮事項:
- 最大許容圧力 (MAP):バルブが損傷することなく処理できる最高圧力。
- 圧力クラス:場合によっては、バルブは圧力クラス (150、300、600 など) ごとにグループ化され、特定の温度での圧力耐性が分類されます。
- 温度と圧力の関係:圧力定格は温度によって変化します。温度が上昇すると、通常、材料の耐圧性は低下します。
例: 100 °F で 150 PSI 定格のバルブは、高温での材料の膨張と応力により、250 °F で 120 PSI にしか耐えられない可能性があります。
2. 圧力定格はどのように決定されますか?
圧力定格は、工学計算と圧力試験。バルブは厳格なテストを受けて、業界基準を満たしていることを確認します。
試験方法:
- 静水圧試験:バルブを水で加圧し、圧力下での性能を確認します。
- 漏れテスト:最大圧力条件下でも漏れが発生しないことを保証します。
- 疲労試験:時間の経過とともに繰り返される圧力サイクルの影響をシミュレートして、バルブの耐久性をテストします。
産業y 規格: ASME (米国機械学会)、API (米国石油協会)、ISO (国際機関) などの組織または標準化）、メーカーが遵守しなければならない圧力試験基準を提供します。
3. 圧力定格におけるバルブ材料の役割
バルブの構造に使用される材料は、圧力定格に直接影響します。より強力で耐久性のある材料はより高い圧力に耐えることができますが、弱い材料はより低い圧力定格に限定されます。
一般的なバルブの材質:
- ステンレス鋼：高い耐圧性を備え、工業用途や化学用途でよく使用されます。
- 鋳鉄：低圧から中圧システムに適していますが、極端な条件下では耐久性が劣ります。
- 合金と複合材料:石油・ガス産業などの高圧または高温の用途に使用されます。
- プラスチックバルブ:通常は低圧システムで使用されますが、低圧の特定用途向けに設計することもできます。
例：二相ステンレス製バルブ鋼鉄なしから作られたバルブよりもはるかに高い圧力と温度に対応できます。PVC.
4. バルブの圧力定格の種類
圧力定格は、バルブの設計に使用される規格と仕様に応じてさまざまなタイプに分類されます。最も一般的なタイプは次のとおりです。
- ANSI 圧力定格:これらの評価は米国規格協会 (ANSI) に基づいており、バルブを次のような圧力クラスに分類しています。150#, 300#, 600#各クラスは、特定の温度におけるバルブの最大許容圧力を定義します。
- PN 定格 (公称圧力):ヨーロッパの規格で一般的に使用されているこの評価システムは、圧力をバールで測定し、一般的な範囲はPN10～PN1000.
- DIN および JIS 規格:ANSI に加えて、一部の国ではDIN (ドイツ規格研究所)またはJIS（日本工業規格）圧力分類の定格。
例: ANSI 300 バルブは 100 °F で 740 PSI の圧力に対応できますが、ANSI 600 バルブは同じ温度で 1480 PSI の圧力に対応できます。
5. バルブの選択において圧力定格が重要なのはなぜですか?
適切な圧力定格のバルブを選択することは、あらゆるシステムを安全かつ効率的に動作させるために非常に重要です。過大なサイズのバルブや、システムの圧力に対応していないバルブを使用すると、漏れ、破裂、さらには爆発などの致命的な故障につながる可能性があります。
- 圧力制御:適切な圧力定格により、バルブがシステムの圧力変動を管理し、安定した環境を維持できます。
- 安全上の懸念:過剰な圧力がかかるとバルブの構造的完全性が損なわれ、人員と機器の両方にリスクが生じる可能性があります。
- コスト効率:圧力定格が高いバルブは高価であることが多いため、適切なバルブを選択することで、不必要な容量への過剰投資を防ぐことができます。
プロのヒント:圧力サージや予期せぬ変動を考慮して、システムの最大動作圧力を超えるバルブを常に選択してください。
6. システムの正しい圧力定格を計算する方法
正しいバルブ圧力定格を決定するには、次の要素を考慮する必要があります。
- 最大使用圧力 (MOP):システムが通常の動作中に到達する最高の圧力。
- サージまたは水撃圧力:流速の急激な変化によって引き起こされる一時的な圧力スパイク。
- システム温度:バルブの材質は高温で劣化するため、温度定格が圧力定格と一致していることを確認してください。
- 式：バルブの定格圧力は、サージや安全マージンを考慮して、常に最大動作圧力を少なくとも 25-30% 上回る必要があります。
例: MOP が 1000 PSI のシステムの場合、1300-1500 PSI 定格のバルブは、予期しない圧力変動に対して十分な安全性を提供します。
7. 避けるべき一般的な圧力定格の間違い
圧力定格の理解または適用を誤ると、システムの故障や高額な修理につながる可能性があります。回避すべき一般的なエラーをいくつか示します。
- バルブの過小評価:システムに対して低すぎる圧力定格のバルブを選択すると、バルブが故障する可能性があります。
- バルブを過大評価します:まれではありますが、圧力定格が過度に高いバルブを選択するとコストが高くなり、低圧用途には不必要になる可能性があります。
- 温度の影響を無視する:圧力耐性に対する温度の影響を考慮しないと、高温環境では致命的な故障が発生する可能性があります。
ヒント：高圧用途用のバルブを選択する場合は、必ずメーカーの仕様書と業界標準を参照してください。
理解バルブの圧力定格システムの安全性、信頼性、効率を確保するために不可欠です。バルブの材質、圧力クラス、温度、システム要件などの要素を考慮することで、運用ニーズを満たす適切なバルブを選択できます。圧力定格を過大または過小評価すると重大な結果が生じる可能性があるため、バルブの選択と取り付けの精度を常に優先してください。
by ウェンディ