大口径グローブバルブを日常的に使用されているユーザー様からは、蒸気や高圧などの比較的圧力差の大きい媒体で使用される場合、大口径グローブバルブが閉まりにくいという不具合がよく報告されます。勢いよく閉めると必ず漏れが発生し、しっかりと閉めることが困難になります。この問題の原因はバルブの構造設計と人間の限界レベルの出力トルク不足にあります。

大口径バルブの切り替え難易度の解析

平均的な成人の水平限界出力力は、体格によって異なりますが、60〜90kgです。

一般に、玉形弁の流れ方向は、低流入、高流出となるように設計されています。人がバルブを閉じるとき、人体ははずみ車を押して水平に回転させ、バルブフラップを下方に移動させて閉じることを実現します。このとき、次の 3 つの力の組み合わせを克服する必要があります。

(1) アキシアル推力Fa。

(2) パッキンとバルブステム間の摩擦力 Fb。

(3) バルブステムとバルブディスクコア間の接触摩擦力 Fc

モーメントの合計は ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

径が大きくなるほど軸方向の推力が大きくなることがわかります。閉状態に近い場合、軸方向推力は管路の実圧力にほぼ近くなります（P1-P2≒P1、P2=0より）

例えば、10barの蒸気管にDN200口径の玉形弁を使用すると、最初の閉止軸推力Fa=10×πr2=3140kgのみとなり、閉止に必要な水平回転力は通常の人体が発生できる水平回転力に近い。出力。力の限界があるため、この状態で 1 人でバルブを完全に閉じることは非常に困難です。

もちろん、このようなバルブを逆に取り付けることを推奨している工場もあります。これにより、閉まりにくい問題は解決されますが、閉じた後に開きにくいという問題もあります。

大口径玉形弁の内部漏れ原因解析

大口径玉形弁は一般にボイラー出口、メインシリンダー、蒸気本管などに使用されます。これらの場所には次の問題があります。
(1) 一般にボイラー出口の圧力差は比較的大きいため、蒸気流量も多くなり、シール面のエロージョンダメージも大きくなります。また、ボイラーの燃焼効率は100％にならず、ボイラー出口の蒸気の水分が多くなり、キャビテーションやバルブシール面のキ​​ャビテーション損傷が発生しやすくなります。

(2) ボイラー出口付近の止め弁とサブシリンダーについては、ボイラーから出たばかりの蒸気は飽和する過程で断続的な過熱現象が起こるため、ボイラー水を軟化処理すると、あまり良くなく、水の一部が沈殿することがよくあります。酸およびアルカリ物質はシール面に腐食や侵食を引き起こします。一部の結晶性物質もバルブのシール面に付着して結晶化し、バルブがしっかりと密閉できなくなる場合があります。

(3) サブシリンダーの入口バルブと出口バルブは、生産上の都合などにより、バルブ以降の蒸気消費量が多い場合と少ない場合があります。バルブのシール面にエロージョン、キャビテーション、その他の損傷を与えます。

(4) 一般に、大口径パイプラインを開くときはパイプラインを予熱する必要があり、予熱プロセスでは一般に少量の蒸気を通過させる必要があるため、パイプラインはある程度までゆっくりと均一に加熱できます。パイプラインの損傷を避けるために、ストップバルブが完全に開く前に停止してください。急激な加熱により過度の膨張が起こり、接続部分の一部が破損します。ただし、このプロセスではバルブの開口部が非常に小さいことが多く、そのため通常の使用による影響よりもはるかに大きな浸食速度が発生し、バルブのシール面の耐用年数が大幅に短縮されます。

大口径グローブバルブの切り替え困難を解決

(1) まず、プランジャ弁やパッキン弁の摩擦抵抗の影響が少なく、切り替えが容易なベローズシール形のグローブバルブを選定することをお勧めします。

(2) バルブコアとバルブシートは、ステライトカーバイドなどの耐浸食性と摩耗性能に優れた材料で作られていなければなりません。

(3) 開口部が小さいため、耐用年数やシール効果に影響を与える過度の浸食を起こさない二重弁体構造を採用することをお勧めします。