極低温プルバルブはどのような特別な要件を満たす必要がありますか?

極低温プルバルブは、さまざまな産業、特に液化天然ガス (LNG)、液体酸素、液体窒素などの極低温流体を扱う産業で重要な役割を果たしています。プルバルブのサプライヤーとして、私はこれらのバルブが安全性、信頼性、効率的な動作を保証するための特別な要件を確実に満たすことの重要性を理解しています。このブログでは、極低温プルバルブが満たすべき重要な特別要件について説明します。

材料の選択

極低温プルバルブの最も基本的な要件の 1 つは、材料を適切に選択することです。極低温では、ほとんどの一般的な材料が脆くなり、機械的特性が失われます。したがって、低温靱性に優れた材料が必須となります。

ステンレス鋼は極低温プルバルブとして一般的な選択肢です。 304 や 316 などのオーステナイト系ステンレス鋼は、極低温での延性と耐衝撃性に優れています。急激な温度変化によって引き起こされる熱応力に亀裂を生じることなく耐えることができます。さらに、これらの鋼は耐食性があるため、不純物が含まれたり湿気と接触したりする可能性のある極低温流体を扱う場合に重要です。

別の材料オプションは真鍮です。真鍮はステンレス鋼に比べて強度が低いですが、機械加工性が良好であり、小型の極低温プルバルブによく使用されます。ただし、一部の真鍮合金は低温で脆くなる可能性があるため、使用する真鍮が極低温用途に適していることを確認することが重要です。

シール性能

極低温プルバルブにとって、極低温流体の漏れを防ぐには、効果的なシールが重要です。低温では、材料の熱収縮によりシールの収縮や隙間が生じ、漏れが発生する可能性があります。

エラストマーシールは、極低温プルバルブによく使用されます。ただし、すべてのエラストマーが極低温用途に適しているわけではありません。フッ素ゴム (バイトン) やエチレン - プロピレン - ジエンモノマー (EPDM) などの材料は、比較的低温では弾性を維持できますが、極度に低温になると硬くなり、シール性が失われる可能性があります。パーフルオロエラストマー (FFKM) などの特殊な極低温グレードのエラストマーは、極低温に耐え、信頼性の高いシールを提供するように設計されています。

エラストマーシールに加えて、金属間シールも極低温プルバルブで使用できます。金属シールは、高圧や極端な温度に対する耐性が優れています。これらは、高圧極低温システムなど、流体漏れのリスクを最小限に抑える必要がある用途でよく使用されます。

断熱性

極低温プルバルブは、周囲環境から極低温流体への熱伝達を低減するために、優れた断熱性を備えている必要があります。熱伝達により極低温流体が蒸発し、圧力が上昇し、安全上の危険が生じる可能性があります。

極低温プルバルブの断熱には、ポリウレタンフォーム、グラスファイバー、エアロゲルなどの断熱材を使用できます。ポリウレタンフォームは、熱伝導率が低く、貼りやすく、比較的低コストであるため、一般的な選択肢です。グラスファイバーも、その高温耐性と優れた断熱特性のために一般的に使用されています。一方、エアロゲルは熱伝導率が極めて低く、高性能の断熱材が必要な用途によく使用されます。

作動トルク

極低温プルバルブの操作トルクは重要な考慮事項です。低温では潤滑油の粘度が上昇し、材料の機械的特性が変化し、バルブの開閉トルクに影響を与える可能性があります。

バルブの設計では、極低温での摩擦力の増加を考慮する必要があります。これには、極低温用途に適した特殊な潤滑剤を使用したり、より大きなトルク要件を克服するためにより大きなサイズのアクチュエータを備えたバルブを設計したりすることが必要になる場合があります。さらに、ステムやシートなどのバルブの内部コンポーネントは、摩擦を最小限に抑え、スムーズな動作を保証するように設計する必要があります。

圧力と流量の能力

極低温プルバルブは、アプリケーションの特定の圧力と流量要件に対応できなければなりません。バルブの圧力定格は、極低温システムの最大動作圧力に基づいて選択する必要があります。

高圧極低温用途では、バルブ本体と内部コンポーネントは、流体によって加えられる大きな力に耐えるように設計する必要があります。これには、より厚い壁のバルブ本体とより強力な材料の使用が含まれる場合があります。バルブの流量能力も、単位時間当たりにバルブを通過できる極低温流体の量を決定するため、重要です。バルブのポートサイズと内部流路は、圧力降下を低く維持しながら目的の流量を達成できるように最適化する必要があります。

安全機能

極低温用途では安全性が最も重要です。極低温プルバルブには、過圧やその他の潜在的な危険を防止するための安全機能が装備されている必要があります。

一般的な安全機能の 1 つは圧力リリーフバルブです。このバルブは、極低温システム内の圧力が事前に設定された制限を超えると自動的に開き、過剰な圧力を解放してバルブとシステムの損傷を防ぐように設計されています。

もう 1 つの安全上の考慮事項は、バルブの緊急停止機構です。緊急の場合、バルブはすぐに閉じて極低温流体を隔離し、さらなる漏れを防ぐことができる必要があります。これには、電源喪失時にバルブを閉じるフェールセーフアクチュエータの使用や、緊急時にオペレーターがバルブを閉じることができる手動オーバーライド機構の使用が含まれる場合があります。

他のコンポーネントとの互換性

極低温プルバルブは、パイプ、継手、ポンプなどの極低温システム内の他のコンポーネントと互換性がある必要があります。バルブの接続タイプ、サイズ、圧力定格は、漏れのない適切な取り付けを保証するために、他のコンポーネントのものと一致する必要があります。

たとえば、極低温システムが次のようなものを使用する場合、大型トラックのドライブシャフトまたはトラックギアポンプ、プルバルブは、互換性の問題なく関連するパイプおよび継手に接続できる必要があります。同様に、システムがトラッククラッチキット関連する機構では、バルブの動作が他のコンポーネントの機能を妨げてはなりません。