プラントエンジニアは語るMENUこのサイトについて。お問い合わせお仕事のご依頼プラントエンジニアソロツーの勧めバイクYouTubeフリーソフトプラントエンジニアがプラント設計や施工管理を中心に、プラントエンジニアの表と裏の生活を語るブログ。AdSenseによる広告を掲載していますこのサイトについて。2023年12月18日みなさんこんにちは、プラントエンジニアのヤンです。プラント中で欠かせないものといえば配管とバルブではないでしょうか?バルブは液体だけでなく気体や場合によっては粉体も含めて、様々な物質の流れを制御しています。身近なところでは水道の蛇口やガスの元栓などがありますが、今回はプラントで使われるバルブについて解説していきたいと思います。あわせて読みたい>>現役プラントエンジニアが配管設計について解説!>>サニタリー配管って?その特殊性・設計方法などを解説!>>失敗は成功の基!トラブル事例から学ぼう!>>食品工場特有のプラントエンジニアリングとは?>>配管設計の疑問点をいろいろ解説>>プラント設計には材料の理解も必要です>>配管って何?人向けの知識>>配管から”カンカン”と音が鳴ったら危険!>>振動対策は設計時点で行おう!>>配管の接続にはガスケットが必要!※無料で利用できるプラントエンジニア専門の求人プラットホーム近頃は転職サイトも非常に多いですが”エンジニア”向けの転職プラットフォームはあるのに、”プラントエンジニア”に特化したものはありませんでした。その為、総合転職サイトで求人を探してもなかなか見つかりにくい状況ですよね?そこでおすすめなのが「プラント特区」です。”プラント業界専門の転職求人プラットフォーム”ですのできっとあなたに合った求人が見つかるはずです。動画でも解説していますバルブの役割とは?バルブの役割として最も基本的なことは、流体を流れを制御することです。単純ですがこれがバルブとしての機能です。流れを制御するということは、流す場合と止める場合がありますが、一般的に止める機能の方が重要視されます。基本的にバルブは流れない事よりも止まらない事の方が大きな問題となるので、流体を完全に止めることが重要と覚えておきましょう。止めるのに重要なのがシート(パッキン)バルブの流体を止める機能で非常に重要なのがシート(パッキン)です。これはバルブの形状にもよりますが、バルブのボディとディスクやボールが接しているところには必ずついています。そのため使用する流体によってはボディやディスクは問題なかったけど、シートが流体によってやられて劣化しまうことがたまにあります。そのため、使用する流体に応じてパッキンの仕様が不可欠となります。一般的にはPTFEを素材としているので大体の流体や液体に適合していますが、高温のバルブはメタルシートなど特殊なものが用いられます。なった場合は多少のリークは避けることができません。B2005-4:2008に規定されている、リーク量に基づいて設計することになります。B16.104に基づいた設計がされていました。グレードも多くあるのですが基本的にはVもしくはVIを選んでおけば大きな問題は発生しませんでしたね。圧力-温度レートバルブは配管の構成部品として使用されるので、もちろんそこには圧力と温度が作用します。温度が高くなれば一般的には材料の強度が低下するので、同じ材料や肉厚でも温度が変われば最高使用圧力は変化します。温度と圧力のレーティングが細かく記載されています。JISよりもASMEのほうが非常に細かく記載していますので、高温高圧の流体を取り扱う場合はASMEの基準に従うのが一般的です(というかあまりにも高温・・・600°Cとか超えるとJISでは規定されていない)。なるとJISのASMEではクラスの表現が一部違うので換算する必要がありますが、基本的には以下のように考えれば問題ありません。B16.5に詳細が書いてありますので、各自で調べてみてください。バルブの種類バルブ種類形は様々な形があります。簡単に分けるだけでバルブの種類ボールバルブグローブ(ニードル)バルブゲートバルブベローズバルブバタフライバルブダイヤフラムバルブと多種多様なバルブがあります。この中でも全開、全閉で使う。内部リークが問題となる個所に使う。外部リークは絶対に防ぎたい。密閉性能が重要という風に基本的な用途や使用場所が決められています。一般的なバルブとその特徴をまとめると下のようになります。このように各バルブには使用に適した場所と用途が存在します。流量調節が必要なところではボール弁よりもグローブ弁を使用すべきですが、異物が多い箇所ではボール弁でないと閉塞する可能性があります。あるのが何でもかんでもボール弁を使用する工場やプラントがあります。確かに調節などもできないことではないですが、用途としては間違っており正確な流量測定はできないので注意が必要です。ボール弁plantautomation-technology.comボール弁はその名の通り内部にボールが入っており、それを90°回転させることで全開、全閉をコントロールするバルブで圧力損失が最も小さいです。基本的には流量調整には使用せず全開か全閉の状態で使用します。フルボア型を購入すれば配管の内径とボールの内径が同じなので、異物が多少混入している流体でも問題なく使用できます。操作もレバーを回転するだけなので簡単ですが、100A以上になるとハンドルが重くなるのでバタフライ弁に置き換える検討が必要となります。圧力損失が非常に小さい。3方弁や4方弁などがある。100A以上になるとハンドルが重くなる。構造によっては以上昇圧の危険がある。グローブ(ニードル)弁ayvaz.comグローブ弁もしくはニードル弁は内部のシール性が非常に良く、同時に流量調整もできるバルブです。ニードル弁は微量流量の調整の際に採用されます。圧力計などの機器の元弁にも良く使用される弁です。流量調整ができるということは圧力損失が大きいので、使用用途は制限されるバルブとなります。構造上弁棒のグランド部からリークすることが多いので危険な流体には使用できません。同様に未使用時はグランド部に圧力がかからないように、流れ方向に注意する必要があります。流量調整に使用できる。ニードル弁にすれば微量流量も調整できる。流れ方向が決まっている。ゲート弁plantautomation-technology.comゲート弁は圧力損失が小さく、シートの密封性も良いバルブです。ハンドルの長さを変更できるので、液化窒素の配管などで厚めの保冷をする場合でも操作できます。基本的には中間開度で使用できないので全開か全閉で使うバルブとなります。開閉はストロークが大きいので頻繁に操作するバルブには向きません。