あなたのプロジェクトに最適なSSエレクトリックバルブ選択の究極ガイド

電気弁の導入

化学処理工場では、ステンレス製の電気弁がよく使われています。例えば、強い酸の流れを制御する電動バタフライバルブなどです。高級SS構造であっても、微妙な圧力振動とシールの劣化という2つの繰り返しの問題が浮かび上がります。実際には、圧力振動→ステムの微振動→長期的な摩耗→遅延反応、腐食性媒体→シールの劣化→漏れなどの連鎖が観察されています。例えば、ある腐食性パイプラインは「標準シールが摩擦増加→アクチュエーターのトルクバランスの不均衡→摩擦増加トルクの不均衡→性能不均」の腐食→性流体を追跡しました。水処理スキッドでは、バルブの一つに「圧力サージ→内部振動→シールの摩耗」が確認されました。これらの因果関係の連鎖は、素材や設計の選択がいかに重要かを明確に示しています。バルブが必要な圧力クラス(ANSI/ASME)および試験基準(API/ISO/DIN)を満たしているか常に確認しており、ラインの弱点にならないようにしています。要するに、電気ステンレス製バルブ(特に高圧対応のもの)を使用することで、故障連鎖を断ち切り、プロセスを安定させることができます。

SS電気弁の種類

実際には、SS電気弁は主にボール型、バタフライ型、精密制御型の各形態があります。それぞれのスタイルは異なるニーズに対応しており、オン・オフの締め付けをしっかり行うボールバルブ、大径流量制御用のバタフライバルブ、細かいスロットリング用のグローブ/ニードル(制御)バルブなどがあります。流量要件、圧力、メディア適合性に基づいて選びます。

電動ボールバルブ

電動ボールバルブは、球状のプラグを90°回転させて流れを止めたり許可したりし、開いたときにはフルボアの流れを、金属製または柔らかいシートで締め付けます。高圧ラインに優れているのは、ボディが頑丈なステンレス製で鍛えられるからです。例えば、エレクトリックステンレススチール製316ボールバルブクランプタイプ は、精密鋳造のAISI 316L鋼構造と三重クランプエンドを使用しており、無菌や腐食性サービスに最適です。多重経路用途では、3ウェイクランプボール(エレクトリック 316 ステンレス スチール 3ウェイ クランプ ボール バルブ参照)により、1つのアクチュエータでタンク間の流れを切り替えることができます。ボディとトリムには通常、腐食や強度のために316Lまたはデュプレックスステンレス、耐化学性のためにPTFEまたはFKMシートを指定しています。重要な配管では腐食を防ぐために、炭素鋼バルブにHalarやECTFEなどの保護コーティングを施しています。これらの材料の選択により、摩耗の根本原因(腐食や摩耗)を防ぎ、漏れや故障の連鎖を未然に防いでいます。

電動バタフライバルブ

バタフライバルブは回転ディスクとウェハーまたはラグ型のボディを使用します。ボールバルブよりも軽量で、大流量や速いスロットリングに適しています。化学薬品の扱いにはステンレスディスクとシートリング(ソフトまたは金属)を使用しています。一つのバリエーションは真空指定のバタフライで、 YNTOのステンレス製電動バタフライバルブは、白いステンレス鋼アクチュエーター を備え、クリーンで低圧または真空ライン用に設計されています。衛生ライン向けには、 YNTOのステンレス製電気衛生バタフライバルブ(白色ステンレスアクチュエーター 付き)は、内部が電気研磨されて汚染防止されています。「標準的な電子研磨を特徴とし、滑らかな表面を提供し、中質の蓄積面積がない」とされています。(上の画像参照 – ブラシドステンレスボディとオレンジ色のアクチュエーター。)極めて腐食性の高い使用では、PVDFプラスチック製の本体(しばしば滑らかな白色アクチュエーター付き)が使用可能ですが、これらのプラスチックは圧力や温度の限界が低いです。
非常に過酷な環境下では、上図の完全プラスチック製PVDFバタフライバルブは極端な化学物質にも耐えられます。しかし、温度や圧力がプラスチックの限界を超える場合にはステンレス鋼製バルブが選ばれます。一般的に、用途に合わせてバタフライ設計(ウェハーまたはラグ、ソフトシートまたはメタルシート)を組み合わせます。水や製薬ライン用のソフトシートSSバタフライ、高圧の蒸気やスラリー用に金属シートのSSバタフライなどです。

ステンレス製制御弁

単純なオン/オフを超えた正確な流量調整のために、ステンレス製の制御弁(例:グローブバルブやスロットリングバルブ)を使用しています。これらは流れを滑らかに変調できるリニアまたは多回転アクチュエータを備えています。例えば、SSグローブバルブは高圧蒸気調節のANSIクラス 600を満たす場合があります。当社のプロセス制御ループでは、電気アクチュエーターを備えた電気流量制御弁(PLC/DCSに統合され、PIDフィードバックが行われます)。実際のバルブ位置が設定値に反映されるように、ポジショナーがしばしば追加されます。適切なステンレス製コントロールバルブを使うことで、バルブのサイズが小さいことで圧力サージや応答遅延、または不揃いの合金がライン内で腐食する問題を防ぎます。要するに、微細な流量調整が必要なときは、圧力損失や媒体に対応でき、高圧制御の基準(ANSI/API/ISO/DIN)を満たすバルブとアクチュエーターの組み合わせを選びます。

バルブ位置指示器の重要性

バルブ位置表示はシンプルな概念ですが、非常に重要です。ほとんどの電動アクチュエーターには位置指示 器やリミットスイッチフィードバック機能が搭載されており、オペレーター(および自動化システム)はバルブが本当に開いているか閉じているかを常に把握できます。このフィードバックは、視覚ダイヤル、4〜20 mAの位置送信機、または離散的なリミットスイッチである場合があります。実際には重要な診断ツールです。PLCがOPENを指示してもフローが始まらなければ、ディスクが動いたかどうかを示すインジケーターが表示されます。これにより、電気的な故障と機械的な詰まりを素早く見分けることができます。一部のシステムは電子ポジショナーを使い、実際の位置と設定位置を常に比較し、バルブを一致させるように動かします。バルブ自動化ソリューションの設計において、私たちは明確な位置フィードバックを重視しています。これにより「ゴースト」フォルトを防ぎ、特に高圧電気弁や安全遮断弁のシーケンス時にタイトループ制御が可能になります。(例えば、多くの採掘や電力システムは、指示が命令に反するとバルブをロックアウトしたり警報を作動させたりします。)

バルブ自動化ソリューションの設計

真の自動化ソリューションは、バルブハードウェア、アクチュエーター、制御インターフェースを組み合わせたものです。まずアクチュエーターのサイズを決めます。大きなパイプラインは数千ニュートンメートルのトルクを必要とすることがあります。例えば、YNTOのYT-100/200シリーズ電動アクチュエーター は最大2000 N·mを供給し、YT-20/40シリーズ は小型バルブに対して200〜400 N·mを提供します。次に、制御信号がプラントの基準に合致していることを確認します。バルブがPLCと同じ言語を「話す」ように、ポジショナーや信号変換器を追加するのが一般的です。例えば、アクチュエーターの電子回路からアナログの4–20mA 信号やModbusリンクを供給でき、後付けのミスマッチ問題を回避できます。安全性と環境も考慮しており、防爆ハウジング、防水(IP67)ケージ、スプリングリターンフェイルセーフ機構の仕様も考慮しています。すべてのアクセサリー部品(リミットスイッチキット、エアオイルアクチュエーター用のソレノイドバルブなど)は信頼性のために選ばれています。本質的に、私たちは完全なバルブ自動化ソリューションを構築し、バルブアセンブリを仕様に合わせたスマート制御ユニットに変えます。この包括的な設計アプローチにより、流体は指示された流れプロファイルを正確に認識し、ANSI/ISOの精度基準内でシステムを維持します。

メンテナンスとトラブルシューティング

最高のSS電動バルブでも丁寧なメンテナンスが必要です。トラブルシューティングは常に症状の後に続きます。例えば、劣化したシールからの小さな滴は無邪気に始まることが多いですが、「その漏れが拡大し、流体を汚染し、ポンプや他のバルブの摩耗を加速させる」とされています。摩耗したPTFEシートの滴水は、急速に大規模な停電に発展することがわかっています。同様に、バルブが遅くなったりぎこちなく動き始めた場合、それを体系的に追跡します。例えば、詰まったストレーナー(原因)がアクチュエータの摩擦(効果)を高め、動きが遅くなったり振動したりするのです。最初のステップは位置指示器の確認です。OPENが合図されているのにバルブが動いていない場合、問題は電気的な(アクチュエーターの電源)か機械的なもの(ステムの詰まり)である可能性が高いです。その後、フィルター、潤滑ポイント、電気接続点を点検します。

ルーティンチェックリストが鍵となります。整備チームは移動時間を測定し、異常な音を聞き、指示された動きとインジケーターのフィードバックを比較します。彼らは定期的に閉鎖バルブの圧力テスト(ANSI/ISOシートテスト)を行い、漏れがないかを確認します。また、消耗部品(梱包、Oリング、シートなど)もサービスに適した素材で積極的に交換しています。例えば、フルードが変わった場合、劣化したFKMシールを新しいPTFEに交換することで、「互換性のないシール→硬化→漏れ→摩耗の増加」というサイクルを回避できます。バルブボディがひどく腐食した場合、通常はより適したもの(例:炭素鋼バルブから316Lやデュプレックススチールユニットへのアップグレード)に交換します。

良いドキュメントや予備部品も役立ちます。経験豊富なチームはトルクキャリブレーションを記録し、予備のアクチュエーターモジュールを保管してバルブを迅速に整備できるようにします。また、小さな問題(うるさいベアリング、粘着性のあるステム、軽微な漏れ)を早期に修理することで、「ドリップ→汚染→故障」の連鎖を回避できます。現場での因→果関係の観察、位置指示器による診断、適切な材料(316L、FKM、PTFEなど)の選択により、SS電気弁を安定して稼働させています。その成果は明白です:漏れや故障の減少、安定したプロセス制御、そしてANSI/API規制下でのより安全で効率的な運用です。