1. Overview
ボールバルブは、球面ディスクを回転させて流量を制御する、1/4回転式ロータリーバルブです。主な特徴は以下のとおりです。
- 優れた密閉性(金属シートはANSIクラスVIを達成)
- 最小限の流体抵抗(フルボア設計はパイプラインIDに一致)
- 素早い操作(90°回転で全開/全閉)
- 長寿命(耐摩耗設計により10万回以上の使用サイクルをサポート)
2. Main Components
Component | Description |
体 | 鋳造/鍛造構造(WCB、CF8、二相鋼); 接続:フランジ/突合せ溶接/ねじ込み |
ボール | 精密研磨球(Ra≤0.8μm);材質:304/316 SS、ニッケルメッキ炭素鋼、セラミックコーティング |
シート | ソフトシール(PTFE/RPTFE)またはメタルシール(ステライト合金) |
幹 | ブローアウト防止設計、17-4PH熱処理済み、SSスプリング補償付きグラファイトパッキン |
アクチュエーション | 手動/空気圧/電動/油圧(ISO 5211 取り付けパッド) |
3. Types
(1)設計上
- フローティングボール
- ボールはメディアの圧力によってシートに押し付けられます
- サイズ範囲:DN15~DN200
- 圧力: PN16~PN40
- トラニオンマウント
- ボールは上部/下部のステムで固定され、シートが圧力を吸収します
- サイズ範囲: DN50~DN1200
- 圧力: PN16~PN250 (ANSI 150~2500)
(2)退屈な人
- フルボア:ID = パイプラインID(ピギング用)
- 縮小ボア:ID ≈ パイプライン ID の 80%(コスト効率が高い)
(3) Special Types
- Vポートボール:精密な制御のためのVノッチ(等価パーセンテージ特性)
- 3ピースボディ:メンテナンスのために取り外し可能
- トップエントリー:インライン修理可能な設計
4. Specifications
パラメータ | 範囲 | Notes |
Size (DN) | DN8~DN1200 | Custom designs for larger sizes |
圧力定格 | PN10~PN420 (ANSI 150~2500) | 最大2500LBの高圧トラニオンバルブ |
温度 | -196℃~550℃ | 低温での極低温処理 |
Media | 水/油/ガス/酸/スラリー | 腐食性媒体用のフッ素ライニング |
漏れクラス | ANSIクラスIV/V/VI | 金属製シートはクラスVIを達成 |
操作速度 | 空気圧:0.5秒(最速) | 大型電動バルブ:10~30秒 |
5. Applications
① Oil & Gas
- パイプラインブロックバルブ(API 6D)
- LNG極低温バルブ(-196℃オーステナイト系ステンレス鋼)
② Chemical
- 腐食性媒体(PTFEライニング)
- 高圧反応器(鍛造トラニオンバルブ)
③ Power
- ボイラー給水(ハードシール鍛造バルブ)
- 蒸気ライン(ベローズシールバルブ)
④ Water Treatment
- 市営ネットワーク(フルボアエポキシコーティング)
- 廃水(耐摩耗性セラミックコーティング)
⑤ Specialized
- 半導体(超高純度ガス)
- 海洋システム(青銅製海水バルブ)
6. Selection Guide
応用 | Recommended Type |
Water/gas (PN16) | フローティングボール + PTFEシート |
高圧オイル(PN100) | トラニオンマウント + 金属製シート |
酸/アルカリ | フッ素ライニング/ハステロイボール |
Cryogenic LNG (-196℃) | 極低温処理されたSSバルブ |
研磨スラリー | ハードフェース合金コーティングボール |
7. Pros & Cons
✔ 利点
- 気泡をしっかり封じる(双方向)
- メンテナンスが簡単(一部のモデルではインラインシート交換が可能)
- 耐火設計(API 607認証)
✖ Limitations
- スロットルには不向き(Vポートを除く)
- 大口径・高圧バルブの高コスト
8. Standards
- API 6D: パイプラインバルブ
- API 608: フランジ付き金属ボールバルブ
- ISO 17292: 石油/石油化学バルブ
- ASME B16.34: Pressure-temperature ratings
9. Maintenance
- ステムパッキングを四半期ごとに検査する
- 高圧バルブのシール完全性試験(年次)
- 腐食性環境向けのベローズシール設計
C結論
ボールバルブは優れたシール性と低流量抵抗を備えており、産業用配管システムに不可欠な存在です。流体特性、圧力、使用頻度に基づいて適切なバルブを選定することで、長期的な信頼性を確保できます。