UPVC および CPVC バルブ: 化学処理ラインにおける優れた流量制御

化学ラインが制御を失いつつあることを示す最初の兆候が、パイプの破裂であることはほとんどありません。それは、回転はするものの止まらなくなったバルブ、または動かすのに両手が必要になったハンドルです。

55 °C の塩酸移送ラインでは、炭素鋼のボール バルブが数カ月で穴を開ける可能性があり、塩化物が本体とステム領域を攻撃するため、316L ステンレス トリムはシートの形状を失い始めます。これらの変更のそれぞれは、ハンドル位置と実際の流れの間のリンクを壊します。これが、フロー制御喪失の実際の定義です。

UPVC (非可塑化ポリ塩化ビニル) および CPVC (塩素化ポリ塩化ビニル) のバルブ本体は、腐食経路を完全に除去します。どちらも電気化学的腐食メカニズムのない熱可塑性プラスチックであるため、流体に対して正しく評価されたボディは、そのボア、シート、および動作トルクを維持します。彼らが排除していないのは、材料、温度、圧力、バルブの種類を任務に適合させる必要があるということです。

金属製のバルブボディが流量制御を失う場合

金属バルブは、ボディが構造的に無傷であるにもかかわらず、腐食によりシート、ステムトルク、有効ボアが変化するため、漏れるかなり前に流れの制御を停止します。

316L などのオーステナイト系ステンレス鋼は、不動態の酸化クロム層に依存しています。塩化物イオンはその層を局所的に破壊し、孔食を発生させ、約 60℃ を超える一連の使用の組み合わせでは、塩化物応力腐食割れを引き起こします。塩酸、次亜塩素酸塩の投与ライン、および塩化物を多く含む塩水が典型的なケースです。低下は直線的ではありません。バルブは試運転時に漏れテストに合格しても、18 か月後に静的ヘッドを保持できなくなる可能性があります。

工学的な標準的な答えは、高級合金、多くの場合、ニッケルベースのグレードまたはチタンです。これにより、腐食の問題が解決され、次の 3 つの新しい問題が生じます。それは、熱可塑性代替材料の何倍もの資本コスト、鋳造の長いリードタイム、そして合金本体が炭素鋼配管と接触する場所のガルバニックカップルです。

熱可塑性プラスチック ボディは、制御にとって重要な 3 つの方法で状況を変えます。

• 電気化学的腐食がないため、ボア径とシート形状は製造されたままになります。
• 鋼管にはガルバニックカップルがないため、フランジ面での加速攻撃はありません。
• 滑らかなボアは、一般的に PVC の絶対粗さ約 0.0015 mm と見積もられており、流路を狭めるスケールやバイオフィルムの蓄積を防ぎます。

UPVC または CPVC: 温度ラインが決定します

UPVC は約 60℃ までの連続使用に適しており、CPVC は減圧定格でその上限を約 93℃ まで拡張します。

どちらの素材もPVCベースです。 CPVC は、PVC 樹脂を後塩素化することによって製造され、塩素含有量が重量で約 57 パーセントから約 67 パーセントに上昇します。塩素を追加すると、ガラス転移温度と熱たわみ温度が上昇します。これが、UPVC ボディが軟化してクリープし始める温度でも CPVC ボディがその形状とシート荷重を保持する理由です。

2 つの材料は耐薬品性に関して大きく重複しています。希薄および中濃度の硫酸、塩酸、リン酸は両方で処理されます。 CPVC は高温での許容範囲を拡張し、次亜塩素酸ナトリウムなどの酸化媒体に対してより多くのマージンを確保します。プロセスが 60 °C 未満に維持され、予算規定がある場合、UPVC は依然としてより経済的な本体です。

選択段階では比較の深さが重要です。詳細な UPVC バルブと CPVC バルブの材質比較 仕様が凍結される前に読む価値があります。

必要な制御を実現するバルブのタイプ

バルブのタイプを用途に合わせて選択します。ボールバルブは厳密な遮断用、バタフライバルブは大口径の遮断用、ダイヤフラムバルブはダーティまたはスロットリングサービス用、チェックバルブは逆流保護用です。

ボールバルブ: 遮断と容量

フルポートのボアがパイプの内径と一致するため、1/4 回転ボールバルブは、あらゆる絶縁タイプの中で最も低い圧力降下で気泡を遮断した遮断を実現します。流量面積はボアの 2 乗に比例するため、フルポート ボディは、同じ圧力降下で同じ公称サイズの標準ポート ボディのおよそ 2 倍の流れを通過します。この能力は、絞りの利点ではなく、遮断の利点です。部分的に開いたボールが研磨粒子をシールに押し付け、キャビテーションによる損傷を招きます。

SCH80/DIN UPVC/CPVC タイプ I 工業用ボールバルブ 流体抵抗が低く、漏れのないシールを備えた 4 分の 1 回転ボール バルブ。化学、水処理、および HVAC パイプライン向けに DN15 ～ DN100 で入手可能です。 製品を見る→

バタフライバルブ: 大口径、コンパクトな設置面積

およそ DN100 を超える場合は、バタフライ バルブが経済的な遮断の選択肢となります。ディスクは常に流路内に位置するため、永続的な圧力降下が設計されており、スラリー使用時にはディスクのエッジが浸食点になります。ウェーハおよびラグ本体はスペースを節約します。ギア オペレーターには、10 インチ ディスクのレバーにはできない機械的な利点があります。

大規模パイプライン用 UPVC/CPVC ギア操作バタフライ バルブ DN160 ～ DN400 のギア駆動 UPVC/CPVC バタフライ バルブ。大型の隔離バルブに信頼性の高いシールが必要な水処理、化学処理、HVAC ラインに適しています。 製品を見る→

ダイヤフラムバルブ: 機構はドライな状態を保ちます

堰タイプのダイヤフラムバルブは作動部品を流体から遮断するため、部分的に開く必要があるスラリー、結晶化溶液、分注ラインのデフォルトの選択肢となっています。ダイヤフラムは交換時期が定められている摩耗部品であり、同じサイズのボールバルブと比較して、堰の形状により容量が制限されます。

SCH80/DIN UPVC/CPVC フランジ付きダイヤフラム バルブ 腐食性液体およびガス用のフランジ付き UPVC/CPVC ダイヤフラム バルブ。手動または空圧操作の DN25 ～ DN125 と DIN/ANSI/JIS フランジ オプションが利用可能です。 製品を見る→

逆止弁: ループの残りの部分を保護

ボールチェックは、スイングチェックではガタガタするような垂直方向のランや低流量のラインに適しています。スイングチェックは、より大きな水平線での圧力降下を低減します。逆流がドージングスキッドを汚染しないように、ポンプの吐出口の下流、およびドージング注入ポイントの上流に設置してください。

ディレーティングはヘッドライン定格を動作限界に変える

23℃ で定格 150 psi の熱可塑性プラスチック バルブは、80℃ での定格の半分未満に十分耐えられる可能性があるため、ヘッドラインの数値ではなく、圧力と温度のグラフが実際の使用限界を定義します。

熱可塑性プラスチックは荷重が継続するとクリープ現象を起こし、温度が上昇すると許容応力が低下します。 ISO 15493 は、産業用途における PVC-U、PVC-C、ABS 配管コンポーネントの温度を下げる方法を規定しており、メーカーはそのロジックに基づいて構築された圧力と温度のグラフを公開しています。データシートに最大で印刷されている圧力の数値は 23 °C の値です。

上記の要因は、比較のための工学的推定値であり、メーカーの評価ではありません。定格値の上限にサージ許容値を追加します。ポンプの遮断水頭と急速なバルブ閉鎖による過渡上昇が設計上の数値であり、1 秒未満で閉じるソレノイド駆動のボールバルブは、ギア駆動のバタフライよりも大きなサージを生成します。

バルブが適合するかどうかを決定するサイズとインターフェースの詳細

圧力定格を満たしていても、フランジの穴あけや面間寸法が満たされていないバルブは取り付けられないため、DIN および ANSI の詳細は現場ではなく問い合わせに含まれます。

ANSI B16.5 クラス 150 および DIN PN10 または PN16 フランジは、一部のサイズではボルト数を共有しますが、他のサイズでは異なります。また、ボルトの円と穴の直径が正確に一致することはほとんどありません。熱可塑性バルブはどちらかのパターンに穴開けされた状態で提供されるため、図面にはどちらのパターンであるかを明記する必要があります。同じことが壁の厚さにも当てはまります。ASTM Schedule 80 のバルブ エンドは、呼び径が一致する場合でも、DIN メートル シリーズのパイプ エンドと一致しません。

スロットルデューティの場合、通常の流量がバルブ容量の 20 ～ 80 パーセントになるようにサイズを決めるのが作業ルールであり、これによりプラグまたはダイヤフラムが移動距離の両端から離れた位置に保たれます。隔離義務については、ライン速度に対するサイズを決定し、設計流量での圧力降下を確認します。

最後に関節の治癒です。溶剤セメント接合は ASTM D2855 によって規定されており、硬化時間はパイプの直径と周囲温度によって決まります。 2 インチのジョイントでは、圧力テストの前に数分ではなく数時間かかります。グリーンジョイントのテストは、バルブに起因するしだれフランジの最も一般的な原因です。

バルブの注文書を発行する前に確認すべきこと

熱可塑性バルブの注文が問題なく実行されるかどうかは、6 つの文書と詳細によって決まります。

• 正確なボディコンパウンド、シート、ダイアフラムエラストマーの圧力と温度のグラフ。
• ASTM D1784 に基づく複合セル クラス（塩素化 PVC の場合は 23447、非可塑化 PVC の場合は 12454 など）が証明書に記載されています。
• フランジの穴あけ標準と面間寸法は図面に記載されており、暗示されるものではありません。
• シールが硬くなるにつれてトルク要求が増加するため、アクチュエータのトルクは最大動作温度で余裕をもって見積もられます。
• シェルとシートのテスト記録に加え、ラインが飲料水またはプロセス水を運ぶ場所の NSF/ANSI 61 リスト。
• 材質ごとに指定された予備のダイヤフラム、シート、O リング。指定された交換間隔で提供されます。

PVC および CPVC システムの特殊設計コンポーネントのバルブ定格は ASTM F1970 でカバーされており、購入者がカタログ ページ以外の評価基準を必要とする場合に引用する仕様です。 ZHEYI Pipeline (Wuhan) Co., Ltd. は、2 つの製造センターで ISO 9001 認定の生産を行っており、化学、リチウム、水処理プロジェクト向けに DIN または ANSI パターンに合わせて穴あけされた UPVC および CPVC バルブを供給しています。 メーカーの製品範囲 空気圧および電気作動オプションを備えたボール、バタフライ、ダイヤフラム、およびチェック ボディをリストします。

制御を維持する設置と作動の実践

5 つの現場実践により、バルブが選択された流量性能が維持されます。

1. バルブを独立して支持します。熱可塑性プラスチック本体はパイプサポートではないため、サポートされていないスパン荷重の下では変形します。
2. 締め付ける前にフランジの位置を合わせてから、ガスケットメーカーの数値に合わせて十字のパターンでボルトを締め付けます。過剰なトルクはガスケット面を押しつぶし、ボディを歪めます。
3. 圧力試験の前に、ASTM D2855 に従って溶剤接着接合部を完全に硬化させてください。また、位置がずれているパイプ配管を所定の位置に引っ張るのにバルブを使用しないでください。
4. 作動温度で全範囲にわたって空気圧アクチュエータと電動アクチュエータをストロークさせ、レバーではなくアクチュエータの開閉限界を設定します。
5. すべてのダイヤフラムと逆止弁の前に上流の Y ストレーナまたはバスケット フィルタを設置し、故障時ではなく一定の間隔で清掃してください。

順序を決定する質問に対する直接の回答

UPVC バルブと CPVC バルブは同じ流量能力を提供しますか?

はい。公称サイズとポート形式が同じ場合、同一形状の UPVC バルブと CPVC バルブは同じ内径と同じ流量係数を持ちます。違いは温度能力とその温度での許容圧力であり、23 °C での能力ではありません。

プロセスはどの温度で UPVC から CPVC に切り替える必要がありますか?

スイッチを 60 °C で計画します。この線を超えると、UPVC の許容圧力は急激に低下しますが、CPVC は、メーカーの圧力-温度グラフに従って圧力が下げられる限り、約 93 °C まで有効マージンを保持します。

CPVCボールバルブはスロットリングに使用できますか?

短時間かつ低差圧でのみ。ボールが部分的に開いていると、シートの摩耗が加速され、キャビテーションが発生する場合にはボール表面が浸食されます。継続的な絞りの場合は、通常の流量が容量の 20 ～ 80% の間に収まるようにサイズ設定されたダイヤフラム バルブまたは特性制御バルブを使用します。

CPVC バルブの圧力定格を裏付ける規格はどれですか?

ISO 15493 は PVC-C 工業用配管コンポーネントのディレーティング フレームワークを定義し、ASTM F1970 は PVC および CPVC システムの特別に設計されたバルブをカバーしています。特定の購入に対する拘束力のある文書は、そのボディとシートの組み合わせに対するメーカーの圧力と温度のグラフのままです。