大口径グローブバルブを日常的に使用しているユーザーの中には、蒸気や高圧水など、比較的圧力差の大きい媒体で使用する場合、大口径グローブバルブが閉まりにくいという問題をよく報告しています。無理に閉めると必ず漏れが発生し、しっかりと閉めるのが難しいのです。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が不十分なことにあります。

大口径バルブの切り替え難しさの分析

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。

一般的に、グローブバルブの流れ方向は、入口が下、出口が上となるように設計されています。人がバルブを閉じる際、人体はハンドルを水平方向に押し、バルブのフラップが下方に移動するため、バルブは閉じます。この時、以下の3つの力を克服する必要があります。

（１）軸方向推力Fa；

（２）パッキンとバルブステム間の摩擦力Fb

（３）弁棒と弁体コア間の接触摩擦力Fc

モーメントの合計は∑M=(Fa+Fb+Fc)R

直径が大きいほど、軸方向のスラスト力が大きくなることがわかります。閉状態に近い場合、軸方向のスラスト力は配管網の実際の圧力にほぼ近づきます（P1-P2≈P1、P2=0のため）。

例えば、DN200口径のグローブバルブを10barの蒸気管に使用すると、最初の閉鎖軸推力Fa=10×πr2=3140kgしかなく、閉鎖に必要な水平円運動力は通常の人体が出力できる水平円運動力の限界に近いため、この状態で1人でバルブを完全に閉鎖することは非常に困難です。

もちろん、一部の工場では、このようなバルブを逆に取り付けることを推奨しており、閉めにくいという問題は解決しますが、閉めた後開けにくいという問題もあります。

大口径グローブバルブの内部漏れ原因の分析

大口径グローブバルブは、一般的にボイラー出口、主シリンダー、蒸気本管などの箇所で使用されます。これらの箇所には、以下のような問題があります。
（1）一般に、ボイラー出口の圧力差は比較的大きいため、蒸気流量も大きくなり、シール面への浸食損傷も大きくなります。また、ボイラーの燃焼効率は100％に満たないため、ボイラー出口の蒸気には多くの水分が含まれており、キャビテーションが発生しやすく、バルブシール面にキャビテーション損傷が生じやすくなります。

（2）ボイラー出口付近のストップバルブや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断続的に過熱現象を呈するため、飽和過程においてボイラー水の軟化処理が不十分だと、水の一部が沈殿することがよくあります。酸やアルカリ物質はシール面に腐食や浸食を引き起こし、また、一部の結晶性物質はバルブのシール面に付着して結晶化し、バルブが密閉できなくなることもあります。

（3）サブシリンダーの入口弁と出口弁の場合、生産要件などの理由により、弁通過後の蒸気消費量が多くなったり少なくなったりすることがあります。これにより、弁シール面に浸食、キャビテーションなどの損傷が発生します。

（4）一般に、大口径のパイプラインを開通させる際には、パイプラインを予熱する必要があり、予熱工程では通常、少量の蒸気を通過させることで、パイプラインをゆっくりと均一に加熱してから止弁を完全に開通させ、パイプラインの損傷を回避します。急速な加熱は過度の膨張を引き起こし、一部の接続部品を損傷する可能性があります。しかし、この工程では、バルブの開度が非常に小さい場合が多く、侵食速度が通常の使用効果をはるかに上回り、バルブシール面の耐用年数を著しく低下させます。

大口径グローブバルブの切り替えにおける困難に対するソリューション

（１）まず、プランジャーバルブとパッキングバルブの摩擦抵抗の影響を避け、切り替えを容易にするベローズシールグローブバルブを選択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侵食性と摩耗性に優れた材料で作られていなければならない。

（３）小さな開口部による過度の侵食が起こらず、耐用年数やシール効果に影響を与えないように、二重バルブディスク構造の採用を推奨します。