フルボアとレデュースボアのバルブボール: 産業用バイヤーとバルブメーカー向けに主な違いを説明

すべてのボール バルブ プロジェクトは、一見単純な質問から始まります。ボールを通過する通路の大きさはどれくらいであるべきですか?バルブ ボールを介して加工されたボアによって、完成したバルブの流量、全開時の圧力降下、ポートでの媒体速度、アクチュエータのサイズとコスト、パイプライン サービスの - - でラインを豚が洗浄できるかどうかが決まります。したがって、工業用バイヤーとバルブ製造業者にとって、フルボアバルブボールとレデュースボアバルブボールのどちらを選択するかは、コンポーネント自体をはるかに超えた影響をもたらす仕様上の決定となります。この記事では 2 つの設計を比較し、適切な設計を選択するための実践的なフレームワークを提供します。バルブボールあなたのアプリケーションのために。

ボア径が設計上の決定となる理由

ボールバルブでは、ボールは閉鎖要素であると同時に流路でもあります。バルブが完全に開くと、ボアがパイプラインと整列し、メディアはボールを通って真っすぐに移動します。パイプのボアと内径の比率によってポートのクラスが決まります。両者が本質的に等しい場合はフルボア、ポートが意図的に小さく加工されている場合はレデュースドボアとなります。

ポートは開いたバルブの最も狭いセクションであるため、実際の流量制限が設定されます。ポートが小さいほど、同じ流量での媒体速度が速くなり、圧力降下が大きくなり、エロージョンとノイズのプロファイルが異なります。また、ボールが小さくなり、原材料費、加工時間、バルブ重量、操作トルクが削減されます。正しい選択により、1 つのサービス条件のコストに対してフロー パフォーマンスのバランスが取れます。

フルボアバルブボールとは何ですか?

フルボアのバルブボールには、接続パイプの内径に一致するポートが付いているため、バルブが開いていると、流路はラインと実質的に連続した状態になります。完全に開いた状態では、短い直管のように動作します。公称サイズに対する最大の流量、最小限の圧力損失、乱れのない媒体速度プロファイルです。

邪魔されない通路は、次の 3 つの状況で最も重要です。

• ピギング:洗浄および検査用ピッグは、ラインと同じ穴のみを通過できます。ピギング用に設計された石油、ガス、製品のパイプラインでは、フルボアが事実上必須です。
• 粘性または固体を含むメディア:{0}原油、スラッジ、スラリー、繊維状流体は、減少したポートによって生じる加速やせん断なしに通過します。
• 低い許容圧力損失:ポンプ吸引ライン、重力供給システム、および予備ヘッドがほとんどないサービスでは、制限を受けることができません。{0}

フルボアの代償はボールで支払われます。より大きなブランクと、二相、超二相、またはニッケル合金グレードの決定的な材料 -、さらに重いアセンブリと大型のアクチュエーターです。

レデュースボアバルブボールとは何ですか?

ボアを縮小したバルブボールは、パイプよりも小さいポートを開きます。通常は公称サイズを 1 つ下げたもの -、たとえば 100 mm ラインの 80 mm ポート - ですが、一部の設計ではベンチュリプロファイルに向かってさらに縮小されています。バルブは同じラインとフランジに取り付けられていますが、内部通路は意図的に狭められています。

流量が低下するため、開いたバルブ全体で圧力降下が発生し、媒体がポートを通って加速します。ある程度の損失を許容できる清浄な液体およびガスの場合、これは経済的な取引です。ボールが小さいほど、使用する材料と機械加工が少なくなり、重量とエンベロープが軽減され、シートの負荷とトルクが低下し、アクチュエータの小型化が可能になります。大きなサイズと高合金材料の場合、ブランクとアクチュエータの節約は、バルブの他のすべてのコスト項目を小さくしてしまうことがよくあります。-縮小口径構成は、ポート サイズが指定され、追加のドロップが利用可能なヘッドに対してチェックされる場合、主流の圧力定格コードで受け入れられます。-

フルボアとレデュースボアのバルブボールの一覧

ポート比はメーカーによって異なります。ポートクラスから推測するのではなく、サプライヤーの図面で実際のボア径を確認してください。

フルボアバルブボールが正しい選択である場合

ラインがバルブでその全断面を維持する必要がある場合、またはメディアが小さなポートを通過する加速に耐えられない場合は、フルボアを選択してください。{0}

• ピグされたパイプラインとランチャー受信システム{0}ここで、全口径通路は定期的な清掃と検査の動作要件です。-
• 保管転送、バッチ処理、および計量実行ここで、精度を確保するには、計装の上流の流れの乱れを最小限に抑える必要があります。
• 重い、粘性のある、またはワックス状の製品小さなポートで圧力損失、せん断、または堆積が発生する可能性があります。
• 固体、繊維、または二相流を使用するサービス-速度を低く保つことが侵食や閉塞に対する最初の防御策となります。
• 使用可能なヘッドが限られているシステム、長い重力線や熱サイフォン回路など。

これらのサービスでは、フルボア ボールの初期コストが高くなりますが、通常、ポンプ エネルギーの低下、詰まりの減少、メンテナンスの簡素化によって回収され、バルブがラインに溶接されると検出が困難な隠れた制限が回避されます。{0}

レデュースボアバルブボールが合理的な場合

ほとんどの一般的なプロセス隔離では、適度な圧力損失は無害であり、ボアを縮小したバルブ ボールが経済的なデフォルトです。次のような場合に検討してください。

• きれいな水、公共施設、空気、化学サービスポンプまたはシステムに追加の液滴を吸収するための予備ヘッドがある場合。
• 大口径または高圧-クラスのバルブ-高級合金で作られたフルサイズのボールは-不釣り合いに高価になります。-
• トルクバジェットが制限された自動バルブ: ボールが小さいほどシートの負荷と摩擦が低減され、アクチュエータの小型化と安価化が可能になります。
• スキッドおよびパッケージアプリケーションオフショアモジュールやポータブルプロセスユニットなど、重量とエンベロープが重要な場所。
• 後付けおよびスペースが限られた設置-よりコンパクトなアセンブリが既存のサポートとクリアランスに適合します。

2 つの注意事項が適用されます。1 つは、ピッグが通過する必要がある場所、媒体が研磨性固体を運ぶ場所、またはシステムが追加の落下を許容できない場所では、決して縮小ポートを使用しないこと、および一部のプロジェクトでは全体を通してフルボアが義務付けられているため、バルブを最終仕上げする前にエンド ユーザーにポート クラスを確認することです。

トレードオフを決定するエンジニアリング要素-

• 流路面積はボア比の 2 乗に比例します。ライン口径の 80% のポートには、全口径の流れ面積の約 3 分の 2 しかありません。- 70%では半分以下です。
• 速度は侵食とノイズを制御します。きれいな気体と液体は、より高いポート速度によく耐えます。研磨性固体、フラッシング液体、二相流はポートのエッジや下流側のシートを侵食するため、フルボアまたは硬化したシール表面を使用する方が安全です。-
• 多くの場合、トルクとアクチュエータのコストによって小型サイズが決まります。ボールの直径によってシートの摩擦と圧力領域の負荷が増大するため、ボアを小さくするとアクチュエータのサイズを 1 フレーム以上削減できます -。場合によってはボールの値を超える節約になります。
• 高合金を選択する際には、材料コストが何倍にもなります。サービスで二相 2205、スーパー二相 2507、またはインコネル、モネル、ハステロイなどのニッケル合金が必要な場合、ブランクの価格は直径に応じて急速に上昇し、穴の縮小が部品コストの大きな要因となります。
• サイズと圧力クラスによって実用的な範囲が設定されます。レデュースボアバルブは、フルボアブランクが重くて高価になる大口径および高圧クラスで主流です。-小型の低圧バルブでは、フルボアでもほとんどペナルティがかかりません。-

加工品質がどのように設計を形作るか

どのポート クラスを選択しても、ボールは精密部品であり、その形状は数千回のサイクルにわたって安定していなければなりません。フルボアボールの大きなポートは球の材料のかなりの部分を除去するため、残りの壁は歪みなく機械加工する必要があります。- -ボアが縮小されたボールは、それに比例してシール面が大きくなり、真円度と仕上げに対する要求が高まります。どちらの場合も、バルブが正しく割り出すようにボアはステム スロットと同心である必要があり、ポートのエッジは乱流を避けるためにバリ取りと丸みを付け、シール面はシート設計が期待する仕上がりを保持する必要があります。

寸法と真円度のレポート、表面粗さのデータ、熱まで追跡できる材料証明書、およびシール面にコーティングが適用されている - - のコーティングの厚さと接着力の記録は、見積もりの​​段階で要求してください。 ISO 9001 品質システムに基づいて運営されているバルブ ボールの専門メーカーは、約 4,000 平方メートルの施設全体に CNC、研削、研磨、コーティングの機能を備え、70+ のエンジニアリングおよび生産チームのサポートを受けて 200 アイテム以上の生産および試験機器を備えており、この文書は要求に応じてだけでなく、バ​​ッチごとに提供されます。

実践的な意思決定チェックリスト

1. 媒体とその動作を定義します: 清浄、粘性、固体含有-、または二相-。
2. 開いたバルブ全体の許容圧力降下をシステム設計者に確認してください。
3. ピグ、-その場での洗浄-、検査要件を確認してください。- これらはフルボアを強制します。
4. 必要な流量容量を見積もり、各オプションのポート面積と比較します。
5. 自動化やフェールセーフ マージンを含め、アクチュエータのトルク バジェットを確認します。{0}
6. 必要なグレードのフルサイズのブラン​​クの材料コスト乗数を評価します。{0}
7. お問い合わせの際は、ご希望の穴径またはポートクラスを明記してください。
8. メーカーに図面を確認してもらい、ボア、Cv、検査データを確認してもらいます。

よくある質問

フルボアバルブボールとレデュースボアバルブボールの違いは何ですか?

パイプに対するボア直径。フルボアのバルブボールには、ラインの内径と本質的に等しいポートがあり、最大の流量容量、最小の圧力降下、およびピギング互換性が得られます。バルブボールの口径を小さくすると、通常は公称サイズを 1 つ小さくした小さなポートが開き、材料コスト、重量、トルクが削減されますが、ポートでの圧力降下と媒体速度が増加します。

ボアボールを小さくすると、どれくらいの流量が失われますか?

ポート面積にほぼ比例し、ボア比の 2 乗に比例します。ラインボアの 80% のポートは全ボア面積の約 3 分の 2-、- の 70% のポートは半分未満になります。正確な容量はメーカーのテストデータから確認してください。

洗浄用ピッグは、口径の小さいバルブ ボールを通過できますか?

いいえ。標準的な洗浄および検査ピッグには、ラインの直径に等しい通路が必要です。そのため、専用の配置が指定されていない限り、ピグ付きパイプラインではフルボア バルブを使用する必要があります。-

ボアを小さくすると、エロージョンやノイズの問題が発生しますか?

攻撃的なメディアの場合のみ。きれいな液体と気体は、より高いポート速度によく耐えます。研磨性固体、フラッシング液体、高速二相流により、ポートの端や下流側のシートが侵食され、騒音が発生する可能性があります。-このようなサービスでは、フルボアまたはシール面に硬化コーティングが施されたボールが好まれます。

フルボアとリデュースボアのオプションを比較するにはどのような情報を送信すればよいですか?

ラインサイズと内径、必要なボアまたはポートクラス、媒体と固形分の含有量、圧力と温度範囲、アクチュエータのトルクバジェット、シートタイプ、必要な流量係数を提供します。これらを使用すると、製造業者は図面を確認し、技術的および商業的な比較を含む両方のオプションを返すことができます。