熱可塑性プラスチックのバルブとアクチュエーター: 知っておくべきことすべて

ポンプ業界では、さまざまなプロセスでさまざまな流体の流れの制御を必要とするさまざまな作業が行われています。

50 年以上にわたり、熱可塑性プラスチック バルブは、多くの用途で金属バルブに代わる効果的な選択肢として受け入れられてきました。 熱可塑性バルブには次のような利点があります。

熱可塑性バルブには、軽量、耐腐食性、耐薬品性、無毒という利点があります。 また、スケールや錆びがなく、熱伝導率も低いです。 都市および工業用の化学供給システムで一般的に使用される熱可塑性プラスチック材料は、材料の仕様の範囲内で使用される場合、耐久性があり、産業用途で十分に実証されています。 電気または空気圧アクチュエータを備えた熱可塑性バルブを使用すると、オペレータによる自動制御とリモート アクセスも可能になります。

熱可塑性バルブ材料熱可塑性バルブの製造に使用される最も一般的な材料は、PVC、CPVC、GFPP、PVDF です。 どちらの材料も、同じ動作温度、圧力、衝撃、UV 曝露下では本質的に異なる性能を発揮します。

熱可塑性バルブ本体は母材から精密成形されています。 熱可塑性バルブアセンブリには、液体プロセスと相互作用するさまざまな材料で作られた小さなコンポーネントも含まれています。 これらの材料はすべて、化学的適合性の可能性があるため、バルブの選択時に細心の注意を払う必要があります。 材料の選択、特に O リングとライナーの選択が間違っていると、バルブの早期故障につながる可能性があります。

ボールバルブにはEPDMまたはFMP製のエラストマーOリングが使用されます。 これらはエンド接続部とステムに配置され、プラスチックコンポーネント間にシール面を形成します。 ボールの両側にある PTFE シートは、ボールが乗り、着座するためのスムーズな移動とシール面を提供します。 熱可塑性バタフライ バルブには、ディスクを密閉するエラストマー ライナーと EPDM、バイトン、またはニトリル製の O リングが付いています。 熱可塑性バタフライ バルブには、ライナーとディスク アセンブリをバルブ本体内の所定の位置に保持するステンレス鋼またはチタンのシャフトもあります。

腐食の可能性がある用途にバルブを指定する場合、熱可塑性プラスチックとエラストマー材料の化学的適合性について耐薬品性チャートを参照すると、材料を正しく選択できます。 EPDM ゴムは、水、蒸気、希酸、希アルカリ、アルコールに対して推奨されるエラストマーです。

すべての熱可塑性材料の動作圧力は、温度が上昇すると低下します。 2 インチのボールバルブの最大作動圧力は、衝撃なしで 70°F で 250 psi です。 圧力曲線と温度曲線は、PVC と CPVC では異なります。 同じスケジュール 80 PVC ボール バルブの最大圧力は 145°F で 130 psi になります。

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バルブ アクチュエータは、バルブの開閉を「作動」または移動させるデバイスです。 バルブ本体とバルブパイロットの 2 つの部品に取り付けられ、連動して動作します。

アクチュエータの種類

熱可塑性バルブの作動を検討する場合、次の点を確認する必要があります。

電気式または空気式空気圧アクチュエータはプラントから供給される空気を必要とし、複動式またはスプリングリターン式として提供されます。 オプションには、ソレノイド (AC または DC)、エア フィルター/レギュレーター、ポジショナー (4 ～ 20 mA)、補助リミット スイッチ、視覚的インジケーター、およびクラッチ解除可能な手動オーバーライドが含まれます。

アクチュエータのサイクルタイムは、アクチュエータが開いてから閉じるまでにかかる時間であり、バルブの開閉が早すぎることによって生じるウォーターハンマーを防ぐために重要です。 4 インチ ボール バルブ用の Hayward の HRSN2 電動アクチュエータのサイクル タイムは約 9 ～ 13 秒です。 12 インチ バタフライ バルブのサイクル タイムは約 39 秒です。 電動アクチュエータの場合、この速度は固定です。

空気圧アクチュエータの速度は、指令に応じて開閉し、アクチュエータのピストン シリンダに出入りする空気の流れを調整するソレノイド アセンブリによって制御されます。 複動アクチュエータは、開閉シリンダの両方に空気が供給されます。 供給空気が失われると、複動バルブは最後の位置に留まります。 フェールセーフ スプリング リターン アクチュエータは、空気供給が失われた場合にバルブが全開位置または全閉位置に移動する必要がある用途に使用されます。 フェールセーフ位置はアクチュエータを指定するときに選択されますが、必要に応じて現場で変更できます。

電動アクチュエーター –これらのタイプのバルブは、最も一般的で最も信頼性の高いバルブの 1 つです。 いくつかの最大のバルブを迅速に操作することができ、レベル ギアとスパーの組み合わせを駆動する単相または三相電気モーターによって駆動されます。 その後、これらのギアと拍車がステム ナットを駆動し、ステム ナットがバルブのステムと係合してバルブを開閉します。 多くの場合、クラッチ解除機構と、停電時に手動操作を可能にするハンドホイールが組み込まれています。

手動アクチュエータ – 手動アクチュエーターは、動きを容易にするためにレバー、ホイール、ギアを使用します。 手動アクチュエータは自動アクチュエータとは異なり、自動アクチュエータにはバルブを自動または遠隔で操作するために必要な力と動作を提供する外部電源が備わっています。 多くのバルブでは、アプリケーションに遠隔パイプラインのバルブが含まれているか、操作に大きな力が必要であるため、手動操作はオプションではありません。 さらに、手動アクチュエータは、有害な環境や過酷な環境に設置されたバルブにとって実用的なソリューションではなく、即時停止を可能にする安全予防策が必要な用途ではあまり役に立ちません。

結論バルブ アクチュエータを選択する際には、使用上の要因が重要な考慮事項となります。 たとえば、電動アクチュエータは本質的に動作するために電気を必要とします。 空気圧アクチュエータは、適切なシールが取り付けられている場合、-4 ～ 150°F (-20 ～ 70°C) の範囲の温度で動作でき、場合によっては -40 ～ 250°F (-40 ～ 121°C) の範囲で動作します。 、グリス、ベアリングが所定の位置にあります。 電動アクチュエーターは、-40 ～ 150°F (-40 ～ 65°C) の温度範囲で動作できます。

空気圧アクチュエータは防爆性があるため、危険または有毒な環境では多くの場合好まれますが、圧縮空気が不足している場合、または空気圧アクチュエータが他の動作仕様を満たすことができない場合は、電動アクチュエータが使用されることがあります。