バルブが使用される場所: どこでも!

バルブは今日、ほぼどこにでもあります。家の中、通りの下、商業ビル、そして発電所、製紙工場、製油所、化学工場、その他の産業施設やインフラ施設内の何千もの場所にあります。

バルブ産業は本当に肩幅が広く、セグメントは、配水から原子力、上流および下流の石油およびガスまでさまざまです。これらのエンドユーザー業界はそれぞれ、いくつかの基本的なタイプのバルブを使用しています。ただし、構造と材料の詳細は非常に異なることがよくあります。サンプリングは次のとおりです。

水道事業

配水の世界では、ほとんどの場合、圧力は比較的低く、温度は周囲温度です。これら 2 つのアプリケーションの事実により、高温蒸気バルブなどのより困難な機器には見られない多くのバルブ設計要素が可能になります。水道の周囲温度により、他の場所では適していないエラストマーとゴム製シールを使用できます。これらの柔らかい素材により、水滴をしっかりと密閉するための水バルブを取り付けることができます。

水道用バルブのもう 1 つの考慮事項は、構成材料の選択です。鋳鉄とダクタイル鋳鉄は、水システム、特に外径の大きいラインで広く使用されています。非常に小さいラインは、青銅のバルブ素材で非常にうまく処理できます。

ほとんどの水道バルブが見ている圧力は、通常、200 psi をはるかに下回っています。これは、より厚い壁の高圧設計が不要であることを意味します。そうは言っても、最大約 300 psi の高圧に対応するように水バルブが作られている場合があります。これらのアプリケーションは、通常、圧力源に近い長い水道で行われます。背の高いダムの最高圧力点に、高圧水弁が見られることもあります。

米国水道協会 (AWWA) は、水道用途で使用されるさまざまなタイプのバルブとアクチュエータをカバーする仕様を発行しています。

廃水

施設または構造物に入る新鮮な飲料水の反対側は、廃水または下水道の出力です。これらのラインはすべての廃液と固形物を集め、下水処理場に送ります。これらの処理プラントには、「汚れた仕事」を実行するための低圧配管とバルブが多数あります。多くの場合、廃水バルブの要件は、浄水サービスの要件よりもはるかに緩いものです。このタイプのサービスでは、鉄製のゲート バルブとチェック バルブが最も一般的な選択肢です。このサービスの標準バルブは、AWWA 仕様に従って製造されています。

電力産業

米国で発電される電力のほとんどは、化石燃料と高速タービンを使用する蒸気プラントで生成されます。現代の発電所のカバーをはがすと、高圧、高温の配管システムが見えます。これらのメイン ラインは、蒸気発電プロセスで最も重要です。

ゲート バルブは発電所のオン/オフ アプリケーションの主な選択肢ですが、特殊用途の Y パターン グローブ バルブも見られます。高性能で重要なサービスを提供するボール バルブは、一部の発電所設計者の間で人気を集めており、かつてはリニア バルブが主流だったこの世界に進出しています。

電力用途のバルブ、特に圧力と温度の超臨界または超々臨界の動作範囲で動作するバルブにとって、冶金は重要です。F91、F92、C12A、およびいくつかのインコネルおよびステンレス鋼合金は、今日の発電所で一般的に使用されています。圧力クラスには、1500、2500、および場合によっては 4500 が含まれます。ピーク発電所 (必要な場合にのみ動作するもの) の変調特性は、バルブと配管にも大きな負担をかけ、サイクル、温度、温度の極端な組み合わせを処理する堅牢な設計が必要です。プレッシャー。

主蒸気弁に加えて、発電所には無数のゲート、グローブ、チェック、バタフライ、およびボール バルブが配置された補助パイプラインが搭載されています。

原子力発電所は、同じ蒸気/高速タービンの原理で動作します。主な違いは、原子力発電所では、蒸気が核分裂プロセスからの熱によって生成されることです。原子力発電所のバルブは、血統と絶対的な信頼性という追加の要件を除いて、化石燃料を燃料とする同種のものと似ています。原子力バルブは非常に高い基準で製造されており、認定および検査の文書は何百ページにもわたります。

石油とガスの生産

石油およびガスの井戸および生産施設は、多くの頑丈なバルブを含む、バルブのヘビー ユーザーです。数百フィートの空中に噴出する石油の噴出はもはや発生しそうにありませんが、画像は地下の石油とガスの潜在的な圧力を示しています。これが、井戸の頭やクリスマス ツリーが、井戸の長いパイプの上部に置かれる理由です。バルブと特殊なフィッティングを組み合わせたこれらのアセンブリは、10,000 psi 以上の圧力に対応するように設計されています。最近では陸上で掘られた井戸ではめったに見られませんが、極度の高圧は沖合の深い井戸でよく見られます。

坑口機器の設計は、6A、坑口およびクリスマス ツリー機器の仕様などの API 仕様でカバーされています。6A でカバーされているバルブは、非常に高い圧力と適度な温度向けに設計されています。ほとんどのクリスマス ツリーには、ゲート バルブと、チョークと呼ばれる特殊なグローブ バルブが含まれています。チョークは、井戸からの流れを調整するために使用されます。

坑口自体に加えて、多くの補助施設が油田またはガス田に居住しています。石油やガスを前処理するプロセス機器には、多数のバルブが必要です。これらのバルブは、通常、低クラス用に定格された炭素鋼です。

場合によっては、非常に腐食性の液体である硫化水素が生の石油の流れの中に存在します。サワーガスとも呼ばれるこの物質は、致命的になる可能性があります。サワーガスの課題に打ち勝つには、NACE International 仕様 MR0175 に準拠した特殊な材料または材料処理技術に従う必要があります。

オフショア産業

オフショア石油リグおよび生産施設の配管システムには、さまざまな流量制御の課題に対処するために、さまざまな仕様に合わせて構築された多数のバルブが含まれています。これらの施設には、さまざまな制御システム ループと圧力解放装置も含まれています。

石油生産施設の場合、動脈心臓は実際の石油またはガス回収配管システムです。常にプラットフォーム上にあるとは限りませんが、多くの生産システムでは、クリスマス ツリーや、10,000 フィート以上の過酷な深さで動作する配管システムが使用されています。この生産設備は、多くの厳格な米国石油協会 (API) 規格に準拠して構築されており、いくつかの API 推奨プラクティス (RP) で参照されています。

ほとんどの大規模な石油プラットフォームでは、追加のプロセスが坑口からの原液に適用されます。これらには、炭化水素から水を分離すること、流体の流れからガスと天然ガスの液体を分離することが含まれます。これらのクリスマス ツリー後の配管システムは、通常、API 594、API 600、API 602、API 608、API 609 などの API バルブ仕様に従って設計されたバルブを使用して、American Society of Mechanical Engineers B31.3 配管コードに基づいて構築されています。

これらのシステムの一部には、API 6D ゲート、ボール、チェック バルブが含まれている場合もあります。プラットフォームまたは掘削船のパイプラインは施設の内部にあるため、パイプラインに API 6D バルブを使用するという厳格な要件は適用されません。これらの配管システムでは複数のバルブ タイプが使用されていますが、選択したバルブ タイプはボール バルブです。

パイプライン

ほとんどのパイプラインは非表示になっていますが、その存在は通常明らかです。「石油パイプライン」と書かれた小さな標識は、地下輸送パイプの存在を示す明白な指標の 1 つです。これらのパイプラインには、その全長にわたって多くの重要なバルブが装備されています。パイプラインの緊急遮断弁は、規格、条例、法律で指定された間隔で設置されています。これらのバルブは、漏れが発生した場合やメンテナンスが必要な場合に、パイプラインのセクションを分離するという重要なサービスを提供します。

また、パイプラインのルートに沿って点在するのは、ラインが地面から出ており、ラインへのアクセスが可能な施設です。これらのステーションは、パイプラインを検査または清掃するためにパイプラインに挿入されたデバイスで構成される「ピグ」発射装置の本拠地です。これらのピグ発射ステーションには、通常、ゲート タイプまたはボール タイプのいずれかの複数のバルブが含まれています。ピグの通過を可能にするために、パイプライン システムのすべてのバルブはフル ポート (全開) でなければなりません。

パイプラインはまた、パイプラインの摩擦に対抗し、ラインの圧力と流れを維持するためにエネルギーを必要とします。高いクラッキング タワーのないプロセス プラントの小型バージョンのように見えるコンプレッサーまたはポンプ ステーションが使用されます。これらのステーションには、多数のゲート、ボール、チェック パイプライン バルブが設置されています。

パイプライン自体はさまざまな規格やコードに従って設計されていますが、パイプライン バルブは API 6D パイプライン バルブに準拠しています。

住宅や商業施設につながる小さなパイプラインもあります。これらのラインは水とガスを供給し、遮断弁で保護されています。

大規模な自治体、特に米国北部では、商用顧客の暖房要件に蒸気を供給しています。これらの蒸気供給ラインには、蒸気供給を制御および調整するためのさまざまなバルブが装備されています。流体は蒸気ですが、圧力と温度は発電所の蒸気生成に見られるものよりも低くなります。このサービスではさまざまなタイプのバルブが使用されますが、由緒あるプラグ バルブは依然として一般的な選択肢です。

製油所と石油化学

製油所のバルブは、他のどのバルブ セグメントよりも多くの工業用バルブの使用を占めています。製油所は、腐食性流体と、場合によっては高温の両方の場所です。

これらの要因により、API 600 (ゲート バルブ)、API 608 (ボール バルブ)、API 594 (チェック バルブ) などの API バルブ設計仕様に従ってバルブがどのように構築されるかが決まります。これらのバルブの多くは過酷な使用にさらされるため、余分な腐食代が必要になることがよくあります。この許容範囲は、API 設計ドキュメントで指定されているより大きな壁の厚さによって明らかになります。

事実上すべての主要なバルブ タイプは、典型的な大規模な製油所で豊富に見られます。どこにでもあるゲート バルブは依然として最大の人口を持つ丘の王様ですが、クォーター ターン バルブはますます多くの市場シェアを占めています。この業界への進出に成功した 1/4 回転製品 (これもかつてはリニア製品が主流でした) には、高性能トリプル オフセット バタフライ バルブや金属シート ボール バルブが含まれます。

標準的なゲート、グローブ、およびチェック バルブは、いまだに大量に発見されており、その設計の真摯さと製造の経済性のために、すぐになくなることはありません。

製油所のバルブの圧力定格は、クラス 150 からクラス 1500 までの範囲をカバーしており、クラス 300 が最も人気があります。

 

グレード WCB (鋳造) や A-105 (鍛造) などの普通の炭素鋼は、製油所サービス用のバルブで指定および使用される最も一般的な材料です。多くの精錬プロセス用途では普通の炭素鋼の温度上限が押し上げられており、これらの用途にはより高温の合金が指定されています。これらの中で最も一般的なのは、1-1/4% Cr、2-1/4% Cr、5% Cr、および 9% Cr などのクロム/モリ鋼です。ステンレス鋼と高ニッケル合金も、特に過酷な精製プロセスで使用されます。


投稿時間: Jul-10-2020
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