油圧式ウェッジゲートバルブ DN400 PN25

1. 概要と主な機能

油圧式ウェッジゲートバルブは、油圧アクチュエータによって楔形のディスク（ゲート）を上下させることで流体の流れを制御する直線運動バルブです。

このサイズとクラスの主な特徴：

• フルボア設計：内径がパイプ（DN400）と一致するため、全開時の圧力損失が非常に少なく、パイプラインのピグ洗浄が可能になります。
• 双方向フロー：どちらの方向への流れにも適しています。
• ステム上昇式：バルブを開くとステムが上昇し、バルブの位置を視覚的に明確に示します。
• 金属同士のシール：通常、耐侵食性および耐摩耗性を高めるために、ウェッジとシートリングが硬化処理（例えばステライトによる）されます。
• 堅牢な構造：高圧や強い力に耐えられるように設計されており、鋳鋼や鍛鋼などを用いた重厚で耐久性のあるボディとなっている。

2. 主要構成要素

1. 本体：圧力を保持する主要な構造部分で、通常は炭素鋼（WCB）またはステンレス鋼（CF8M/316SS）で作られています。DN400の場合、フランジ接続部（例：PN25/ASME B16.5クラス150）が標準です。
2. ボンネット：車体にボルトで固定され、ステムを収容し、圧力境界の役割を果たす。断熱目的で延長されたボンネットが使用されることが多い。
3. ウェッジ（ゲート）：重要なシール部品です。PN25では、フレキシブルウェッジが一般的です。ウェッジの周囲には切り込みや溝があり、ウェッジがわずかにたわむことでシール性が向上し、熱膨張や配管応力によるシート位置のわずかな変化を補正します。
4. ステム：アクチュエータからウェッジに力を伝達する高強度ねじ付きシャフト（例：SS420または17-4PHステンレス鋼）。
5. シートリング：本体に圧入または溶接された硬質のリングで、ウェッジが密着してシールする。これにより、気密性の高い遮断が実現する。
6. 梱包：ステムの周囲にシール（高温用にはグラファイトがよく用いられる）を施し、それをグランドパッキンに収めることで、外部への漏れを防ぐ。
7. 油圧アクチュエータ：油圧（通常はオイル）によって駆動されるピストン式またはスコッチヨーク式のアクチュエータ。高い差圧に抗して大型のDN400バルブを操作するために必要な高トルク／推力を提供します。

3. 動作原理

• 開閉動作：作動油がアクチュエータに送り込まれ、ピストンが動きます。この動きは、回転運動（スコッチヨーク式）または直線運動（リニアピストン式）に変換され、バルブステムを回転させます。ステムはウェッジにねじ込まれ、ウェッジがボンネット内に完全に持ち上がり、流路が確保されます。
• 閉鎖動作：作動油がアクチュエータの反対側に送られ、動作が逆転します。ステムが回転し、ウェッジを閉位置まで押し下げ、2つのシートリングにしっかりと押し付けることでシールが形成されます。

重要な注意：このバルブは遮断（全開または全閉）用に設計されています。流量調整や絞り弁として使用すると、振動、キャビテーション、およびウェッジとシートの急速な摩耗を引き起こすため、絶対に使用しないでください。

4. 代表的な用途

このバルブは、そのサイズと耐圧性能から、要求の厳しい産業用途で使用されています。

• 送水・配水本管：大型パイプラインの区間を隔離する。
• 発電所：冷却水システム、給水管。
• 工業プロセス用水：大規模工業プラント。
• 海水淡水化プラント：高圧逆浸透（RO）ライン。
• 鉱業および鉱物処理：スラリーパイプライン（適切な材料選定が必要）。

5．メリットとデメリット

6．選択と使用に関する重要な考慮事項

• 材質選定：本体／ウェッジ／シートの材質（WCB、WC6、CF8Mなど）を、流体サービス（水、腐食性、温度）に合わせて選定してください。
• 端部接続：フランジの規格と面（RF、RTJ）がパイプラインと一致していることを確認してください。
• 油圧パワーユニット（HPU）：バルブには油圧を発生させるための独立したHPUが必要です。必要な動作速度、圧力、および制御方式（ローカル／リモート）を考慮してください。
• フェイルセーフモード：アクチュエータは、安全要件に応じて、フェイルオープン（FO）、フェイルクローズ（FC）、またはフェイルインラストポジション（FL）として指定できます。
• バイパスバルブ：高圧用途では、メインバルブを開く前にウェッジ全体の圧力を均一化するために、小型のバイパスバルブ（例：DN50）が設置されることが多く、これにより必要な操作トルクが低減されます。

要約すると、油圧式ウェッジゲートバルブDN400 PN25は、大型高圧パイプラインにおける水の流れを完全に停止または開始するための、高性能かつ耐久性に優れた主力製品です。油圧作動方式を採用しているため、遠隔操作または自動化された重要な遮断ポイントにも適しています。