導入
逆潤滑プラグ バルブは、定義された圧力と温度条件下でプロセス媒体を隔離する必要がある工業用配管システムで使用される 4 分の 1 回転の隔離バルブです。{0}}その構造は、逆プラグ配置と、プラグとバルブ本体の間の接触領域にシーラントを供給する潤滑システムを組み合わせています。
主に 90 度回転するプラグに焦点を当てた従来のプラグ バルブの説明とは異なり、反転潤滑設計では、プラグの形状、シール面、内圧と潤滑の関係に注意する必要があります。これらの要因は、操作トルク、シール動作、およびメンテナンス要件に影響を与えます。
このバルブ タイプは、石油およびガスのパイプライン、製油所、石油化学施設、その他のプロセス配管用途で一般的に考慮されています。 API 599 は、特に金属製の潤滑プラグ バルブと非潤滑プラグ バルブを対象としています。これには、設計、材料、面間寸法、圧力-定格、検査およびテストに関する要件が含まれます。- API 6D は、石油および天然ガス用途で使用されるパイプラインおよび配管バルブの要件を規定しており、その範囲にはプラグ バルブが含まれます。
調達チームにとって、バルブの動作原理を理解することは出発点にすぎません。実際の選択は、プロセス媒体、圧力、温度、バルブ サイズ、材質、端接続、作動、および該当するプロジェクト標準に基づいて行う必要があります。
逆給油プラグバルブとは何ですか?
プラグバルブの構造
プラグバルブは、本体を通る通路を備えた回転プラグを使用します。通路がパイプラインと一致すると、バルブが開きます。プラグを約 90 度回転させると、固体部分が流路内に移動し、ラインが分離されます。
逆給油プラグバルブは、プラグとシーリングシステムを逆に配置したものです。その主なコンポーネントには通常、バルブ本体、プラグ、ステム、シール面、潤滑剤注入システムが含まれます。
詳細な構造はメーカーやバルブのサイズによって異なる場合があります。 API 599 は、いくつかの一般的なプラグ バルブ設計グループをカバーしており、すべてのメーカーが同一の内部構成を使用する必要はありません。
これは見積もりを比較する際の重要なポイントです。 2 つのバルブは両方とも、異なるプラグ形状、シール構成、または操作機構を備えた潤滑プラグバルブとして説明される場合があります。したがって、製品名だけに頼るのではなく、技術仕様を検討する必要があります。
逆プラグのシーリング設計の仕組み
逆配置により、内圧下でプラグがシール領域と相互作用する方法が変わります。
DMLV が公開した製品情報によると、逆さまに取り付けるとシールの方向が変わり、プラグにかかる圧力によってプラグがシート領域に向かって押されるようになります。メーカーはまた、潤滑システムとテーパープラグの設計がバルブ構造の一部であることを確認しています。
実際のシール動作は、プラグの形状、表面仕上げ、材料の組み合わせ、圧力温度条件などの完全な機械設計によって異なります。-
このため、「圧力補助シーリング」という用語を独立した性能仕様として扱うべきではありません。{0}購入者は、メーカーの圧力定格、漏れ試験手順、および特定のバルブ構成に適用される規格を確認する必要があります。
潤滑の役割
潤滑は、潤滑プラグバルブにとって不可欠な部分です。
バルブには内部潤滑通路があり、そこを通ってシーラントがプラグ本体の接触領域に導入されます。{0}潤滑剤は接触面間の摩擦を軽減し、バルブ動作中のシール界面の維持に役立ちます。
API 599 には、潤滑プラグバルブで使用される内部潤滑システムの要件が特に含まれています。
潤滑剤の選択も重要です。プロセス媒体、バルブの材質、動作温度に適合する必要があります。したがって、潤滑システムは、独立したメンテナンス付属品としてではなく、完全なバルブ仕様の一部として考慮する必要があります。
主要な設計機能と技術仕様
金属-対-金属シール
多くの潤滑プラグバルブは、プラグと本体の間に金属接触面を使用しています。シール面は、プラグが閉位置に達したときに必要な接触を確立するために機械加工されています。
潤滑剤は内部通路を通って導入され、関連するシール領域に到達します。シーラントは、摩擦を軽減するだけでなく、接触するコンポーネント間の小さな表面の凹凸を埋めることができます。
結果として得られるシール動作は、加工精度、プラグの形状、材料の選択、および動作圧力によって影響されます。このため、金属-対-のシールの説明だけでは、バルブの許容使用条件を定義することはできません。
API 599 は、金属プラグ バルブの要件の一部として、圧力-定格に対処しています。
潤滑剤注入システム
一般的な潤滑剤注入システムには、バルブ内の内部通路に接続された外部注入フィッティングが含まれています。
この配置により、バルブをパイプラインから取り外すことなく、潤滑剤がシール面に到達することが可能になります。 DMLV は、公開された設計で潤滑チャネルとシーラント注入フィッティングを特定しています。
購入者は、メーカーが推奨する潤滑剤またはシーラントの種類、適用温度範囲、プロセス媒体との適合性、推奨メンテナンス間隔を確認して購入してください。
定期的なアクセスが困難なプロセスにバルブを設置する場合は、配管レイアウトの段階で射出継手の位置も考慮する必要があります。
作動トルク
内圧がバルブに作用しながらプラグがシール面と相互作用するため、プラグの回転によりトルクが発生します。
潤滑システムにより、プラグの移動時の摩擦を軽減できます。 DMLV は、操作トルクの低減を反転潤滑設計の特徴の 1 つとして挙げています。
手動操作のバルブの場合、トルクは必要な操作力に影響します。自動バルブの場合、アクチュエータの選択に直接影響します。
したがって、指定された圧力および温度条件におけるメーカーの動作トルク データを使用して、空気圧または電気アクチュエータを選択する必要があります。公称バルブサイズのみに基づいてアクチュエータを選択すると、アクチュエータ容量が不正確になる可能性があります。
サイズと圧力クラス
公称サイズと圧力クラスは、バルブの問い合わせにおいて最も重要なパラメータの 2 つです。
API 599 は、規定の範囲内で NPS 1/2 から NPS 24 までの金属製プラグ バルブを対象としています。これには、潤滑式および非潤滑式の二方同軸プラグ バルブも含まれます。-
API 6D は、クラス 150、300、400、600、900、1500、2500 などの圧力クラスのパイプラインおよび配管バルブを対象としています。
DMLV の製品情報では、逆潤滑プラグ バルブ製品について、DN15 ～ DN600 の範囲とクラス 2500 までの圧力定格を指定しています。
これらの範囲がすべてのメーカーに適用されると想定すべきではありません。購入者は、見積もられた正確なバルブ サイズ、本体材質、構成の圧力温度定格をリクエストする必要があります。-
逆給油プラグバルブの規格
API 599
API 599 は、金属プラグ バルブの重要なリファレンスです。
この規格は、フランジ付きまたは突合せ溶接端を備えた鋼、ニッケル基、その他の合金のプラグ バルブ、-、および指定されたダクタイル鋳鉄構成を対象としています。-これには、双方向同軸ポートを備えた潤滑式バルブと非潤滑式バルブの両方が含まれています。-
その要件は、設計、材料、寸法、圧力温度定格、試験、検査、テストなどの分野に対応しています。{0}
したがって、国際調達プロジェクトの場合、「API 599」の記載はバルブ仕様の一部にすぎません。購入者は、適用可能なサイズ、圧力クラス、材質、接続要件も定義する必要があります。
API 6D
API 6D は、バルブが石油および天然ガス産業のパイプラインおよび配管システム向けである場合に特に関連します。
API では、仕様 6D がパイプラインおよび配管システム用のボール、チェック、ゲート、プラグ バルブの設計、製造、組立、テスト、および文書化をカバーしていると説明しています。
API は現在、API 6D の第 25 版を特定し、その後の追加事項と正誤表をリストしているため、購入者は調達文書を作成する際に必要なエディションまたはプロジェクト標準を指定する必要があります。
ASME 寸法規格
逆給油プラグ バルブを調達する場合は、寸法の互換性も考慮すべき事項です。
DMLV では、バルブの面間寸法については ASME B16.10 が規定されており、接続フランジについては ASME B16.5 が規定されています。--
接続規格はプロジェクトの配管仕様に合わせてください。バルブは必要な圧力クラスを満たしていても、接続寸法がパイプラインと一致しない場合は、変更または交換が必要になります。
API 598 テスト
API 598 はバルブの検査とテストに関係しています。 API の標準カタログには、この規格が金属対金属-シート バルブを含む、ゲート、グローブ、プラグ、ボール、チェック、バタフライ バルブの検査、試験、補足試験、および圧力試験の要件を網羅していると記載されています。{{2}
購入者にとって、テスト要件は購入仕様書に明確に記載される必要があります。必要なシェル テスト、シート テスト、検査文書、およびその他のプロジェクト固有のテストについては、製造前に合意する必要があります。-
逆給油プラグバルブの用途
石油およびガスのパイプライン
石油およびガスのパイプラインは、工業用遮断弁の主な用途分野の 1 つです。
逆潤滑プラグ バルブは、プロジェクトで潤滑システムを備えた金属プラグ バルブが必要で、選択された構成がパイプラインの圧力、温度、材料、およびテスト要件を満たしている場合に検討できます。
API 6D の対象となるパイプライン アプリケーションの場合、バルブの仕様をパイプラインのライン クラスおよび絶縁要件とともに評価する必要があります。 API 6D は、石油および天然ガスのパイプラインおよび配管システムで使用されるバルブ タイプのうち、特にプラグ バルブに対応しています。
製油所
製油所のプロセスユニットには、原油、精製製品、炭化水素、その他のプロセス流体をさまざまな圧力と温度で運ぶパイプラインが含まれています。
したがって、バルブの選択は、製油所の環境全体ではなく、個々のサービスに依存します。バルブを選択する前に、プロセス媒体、設計温度、設計圧力、材料要件、および動作周波数を確立する必要があります。
石油化学プラント
石油化学処理には、炭化水素の流れ、化学中間体、腐食性媒体が含まれる場合があります。
これらのサービスでは、材料の選択が特に重要になります。 DMLV は、逆給油式プラグバルブの範囲で利用可能な材料オプションとして炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼をリストしています。
適切なグレードは、一般的な用途だけに従って選択するのではなく、プロジェクトの材料仕様とプロセス条件から決定する必要があります。
天然ガスおよび産業プロセスシステム
天然ガス処理施設やその他の産業プロセス システムでは、規定の圧力定格、シール配置、および検査要件を備えた隔離バルブが必要な場合があります。
最終的なバルブの選択では、完全な動作範囲と適用される規格を考慮する必要があります。自動化が必要な場合は、アクチュエータのサイズと動作トルクも技術レビューに含める必要があります。
逆給油プラグバルブの選び方
プロセス条件から始める
バルブの調査は、実際の使用条件から始める必要があります。
購入者は少なくとも、公称パイプサイズ、設計圧力、動作圧力、設計温度、動作温度、およびプロセス媒体を提供する必要があります。
ガスまたは炭化水素サービスの場合、購入者は、排出ガス、防火設計、テスト、またはプロジェクト基準に関連する追加要件を指定する必要がある場合もあります。{0}
これらの詳細により、メーカーは提案されたバルブ構造が適切かどうか、またどの材料とシール配置を使用する必要があるかを判断できます。
材料をプロセスに適合させる
ボディ材質は材質選択の一部に過ぎません。
プラグ、ステム、シール面、その他の接液部や圧力がかかるコンポーネントも考慮する必要があります。{0}}
DMLV では、材料オプションとして WCB 炭素鋼、WC6/WC9 合金鋼、CF8/CF8M ステンレス鋼を挙げています。
腐食性媒体の場合、購入者はプロセス構成または該当する腐食許容要件を提供する必要があります。高温で使用する場合は、材料グレードと圧力-温度定格を合わせて確認する必要があります。
終端接続と作動を選択します
工業用パイプライン バルブでは、フランジ接続と突合せ溶接接続が一般的に指定されています。{0}
購入者は、必要なフランジ規格、公称サイズ、および圧力クラスを提供する必要があります。突合せ溶接接続の場合、関連するパイプの寸法と溶接端の要件も提供する必要がある場合があります。{{1}
作動はバルブのサイズ、操作トルク、設置条件、制御要件によって異なります。プロジェクトに応じて、手動操作、ギアオペレーター、空気圧アクチュエーター、電動アクチュエーターが検討される場合があります。
テストと文書の確認
最終的な調達仕様書では、必要な設計標準、テスト標準、および文書パッケージを特定する必要があります。
一般的なプロジェクト文書には、材料証明書、寸法検査記録、圧力試験報告書、識別記録、および購入者が指定したその他の品質文書が含まれる場合があります。
これは、出荷前に技術文書のレビューと承認が必要になる可能性がある国際プロジェクトの場合に特に重要です。
結論
逆潤滑プラグ バルブは、4 分の 1 回転プラグ バルブ機構と、逆シール構造および内部潤滑システムを組み合わせたものです。{0}}特定のパイプラインへの適合性は、バルブの構造と実際の動作条件との関係によって異なります。
エンジニアリング チームと調達チームにとって重要な選択要素は、バルブ サイズ、圧力クラス、圧力温度定格、プロセス媒体、本体と内部の材質、シーリングの配置、潤滑システム、端部接続、作動とテストの要件です。{0}}
API 599 は、金属製の潤滑プラグ バルブと非潤滑プラグ バルブに関する主要な技術リファレンスを提供します。一方、API 6D は、定義された石油および天然ガスの範囲内のパイプラインおよび配管バルブに適用されます。- ASME の寸法規格と API 598 の検査およびテスト要件を、特定のプロジェクト仕様に従って組み込むことができます。
したがって、技術的に完全なバルブの調査は、パイプラインの動作条件と適用される規格から始まり、次にバルブの構造、材料、接続、作動の選択が続きます。このアプローチにより、海外のバイヤーはメーカーを比較し、提案されたバルブが目的のサービスに適しているかどうかを検証するためのより明確な基準を得ることができます。
参考文献
アメリカ石油協会、API 標準 599 - 金属プラグ バルブ-フランジ付き、ネジ付き、溶接端。
アメリカ石油協会、API 仕様 6D - パイプラインおよび配管バルブの仕様。
アメリカ石油協会、API 標準 598 - バルブの検査とテスト。
