真空システムでは、ボールバルブの気密性を確保することが最も重要です。私はボールバルブのサプライヤーとして、さまざまな真空用途のスムーズな動作において、密閉性の高いボールバルブが重要な役割を果たすことを直接目撃してきました。このブログでは、真空システムのボールバルブの気密性を確保するための重要な戦略と考慮事項をいくつか紹介します。
真空システムのボールバルブの基本を理解する
気密性を確保する方法を詳しく説明する前に、ボールバルブが真空環境でどのように機能するかを理解することが重要です。ボールバルブは、中央に穴のある球形のディスク（ボール）で構成されています。バルブが開くと、穴がパイプラインと整列し、液体またはガスが流れるようになります。閉じるとボールが回転し、流路を遮断します。
真空システムでは、バルブの内側と外側の圧力差が大きくなる場合があります。ボールバルブに漏れがあると真空が失われ、システム全体の効率と性能が損なわれる可能性があります。たとえば、クリーンで管理された環境を作り出すために真空システムが使用される半導体製造では、ボールバルブのわずかな漏れでも汚染物質が混入し、最終製品の品質に影響を与える可能性があります。
材料の選択
真空システムのボールバルブの気密性に影響を与える主な要因の 1 つは、材料の選択です。バルブのボール、シート、本体に使用される材料は、真空条件に耐え、漏れを防ぐために慎重に選択する必要があります。
- ボール材質: ステンレス鋼は、真空定格ボールバルブのボールとして一般的な選択肢です。優れた耐食性と機械的強度を備えています。高真空用途では、ガス放出特性が低い特殊グレードのステンレス鋼が必要になる場合があります。ガス放出とは、真空下で固体材料からガスが放出されることであり、システムを汚染する可能性があります。
- シート素材: ボールバルブのシートはボールと直接接触し、シールを形成する役割を果たします。 PTFE (ポリテトラフルオロエチレン) などの材料は、低摩擦、耐薬品性、良好なシール特性により一般的に使用されます。ただし、PTFE には高温用途では制限があります。このような場合には、グラファイトやセラミックなどの材料がより適している可能性があります。
- 本体材質: バルブ本体は、真空システムの差圧や環境条件に耐えられる材質で作られている必要があります。鋳鉄、炭素鋼、ステンレス鋼が一般的な選択肢です。ステンレス鋼は、特にプロセス流体やガスが腐食性の可能性があるシステムでは、その耐食性の点で好まれることがよくあります。
適切な設置
たとえ最高品質のボールバルブであっても、正しく取り付けられていないと漏れが発生する可能性があります。しっかりと固定するための取り付けのヒントをいくつか紹介します。
- パイプラインを掃除する: ボールバルブを取り付ける前に、パイプラインを徹底的に洗浄して、破片、汚れ、または汚染物質を除去する必要があります。これらの粒子はバルブシートを損傷し、適切なシールを妨げる可能性があります。
- バルブの位置を調整する: ボールがスムーズに回転し、シートがボールと完全に接触するように、ボールバルブはパイプラインと適切に位置合わせされている必要があります。位置がずれているとシートに不均一な応力がかかり、漏れが発生する可能性があります。
- 適切なガスケットとシールを使用する: ガスケットとシールは、バルブのフランジと接続部での漏れを防ぐために非常に重要です。プロセス流体および真空条件に適合する材質のガスケットを必ず使用してください。たとえば、高真空用途では、ゴムはガスを放出する可能性があるため、ゴムガスケットの代わりに金属ガスケットが必要になる場合があります。
- ボルトを正しく締めてください: フランジ付きボールバルブを取り付けるときは、ボルトを均等に、正しいトルク仕様で締め付ける必要があります。締めすぎるとバルブ本体やガスケットが損傷する可能性があり、締めすぎると漏れが発生する可能性があります。
定期メンテナンス
ボールバルブを良好な作動状態に保ち、長期間にわたってその気密性を確保するには、定期的なメンテナンスが不可欠です。
- 検査: ボールバルブに摩耗、腐食、損傷の兆候がないか定期的に検査してください。シール性能に影響を与える可能性があるため、シートに傷や変形がないか確認してください。バルブ本体の接続部に亀裂や漏れがないか検査します。
- 潤滑: 一部のボールバルブでは、スムーズな動作を確保し、良好なシールを維持するために潤滑が必要です。潤滑剤はバルブ材質や真空環境に適合したものを使用してください。ガスを放出したりプロセス流体と反応したりする可能性のある潤滑剤の使用は避けてください。
- 摩耗した部品の交換: ボールバルブの部品が摩耗または損傷している場合は、直ちに交換する必要があります。これには、ボール、シート、ガスケット、シールが含まれます。互換性と性能を確保するために、バルブメーカーの純正交換部品を使用することをお勧めします。
テストと認証
真空システムのボールバルブの気密性を検証するには、適切なテストを実施する必要があります。
- 圧力試験: 圧力テストを使用して、バルブ内の漏れを確認できます。バルブには指定された圧力がかかり、一定期間にわたる圧力低下は漏れを示します。真空システムの場合、正圧テストと真空テストの両方が必要になる場合があります。
- ヘリウム質量分析計のリーク検出: これは、ボールバルブの小さな漏れを検出するための高感度な方法です。ヘリウムはトレーサー ガスとして使用され、質量分析計はバルブの外側のヘリウムの存在を検出するために使用されます。この方法は、10 ^ - 9 mbar·l/s という小さな漏れを検出できるため、高真空用途に適しています。
真空システム用のボールバルブを選択する場合は、関連する業界規格を満たすようにテストおよび認定されたバルブを選択することをお勧めします。たとえば、バルブは真空用途向けに ISO 16090 の認証を取得している場合があります。
先進的なボールバルブ設計
真空システムの気密性を強化できる高度なボールバルブ設計がいくつかあります。
- DBB ボールバルブ: ダブルブロックアンドブリード (DBB) ボールバルブにより、さらなる安全性と気密性を実現します。独立してシールできる 2 つのシートがあり、プロセス流体の隔離とシート間のキャビティの排出が可能です。この設計は、漏れが許容できない用途に特に役立ちます。
- 全溶接ボールバルブ: 完全溶接ボールバルブはバルブ本体が溶接されているため、外部に漏れ経路がありません。この設計により、本体接合部のガスケットやフランジが不要になり、漏れのリスクが軽減されます。完全に溶接されたボールバルブは、高圧および高真空用途で一般的に使用されます。
結論
真空システムのボールバルブの気密性を確保することは、材料の選択、適切な取り付け、定期的なメンテナンス、適切なテストを含む多面的なプロセスです。ボールバルブのサプライヤーとして、私は真空用途の特定の要件を満たす高品質のバルブを提供することの重要性を理解しています。
真空システム用のボールバルブをご検討中の方は、ぜひ当社までお問い合わせください。当社では、以下を含む幅広いボールバルブを取り揃えています。DBB ボールバルブそして全溶接ボールバルブ、優れた気密性とパフォーマンスを提供するように設計されています。当社の専門家チームは、お客様の用途に適したバルブの選択をお手伝いし、設置およびメンテナンスのプロセス全体を通じてサポートを提供します。ボールバルブのニーズについて今すぐお問い合わせください。
参考文献
- ASME B16.34 - バルブ - フランジ付き、ネジ付き、溶接端
- ISO 16090 - 真空技術 - 語彙
- API 6D - パイプラインバルブの仕様