産業用バルブが故障する理由と修理方法

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工業用バルブは永遠に続くわけではありません。彼らも安くは来ません。多くの場合、修理は使用後3〜5年以内に始まります。ただし、バルブの故障の一般的な原因を理解して知ることで、バルブの寿命を延ばすことができます。

この記事では、故障したバルブを修理する方法、バルブを修理する必要がある一般的な原因、およびバルブがすでに故障している兆候について説明します。

バルブを長持ちさせるもの

バルブの寿命は、シールの品質、内部および外部環境、操作の頻度の3つの要因によって異なります。

シールが完全に機能する場合は、バルブも適切に機能します。適切なシールを選択すると、パフォーマンスとメンテナンスが向上します。

一方、圧力、温度、メディアの種類などの要素は考慮する価値があります。最後に、バルブが常に作動している場合、最適な状態を確保するためのメンテナンス期間は約3か月です。

バルブを修理する時が来たことを知る方法

＃1内部漏れがある場合

内部漏れがある理由の1つは、バルブを完全に遮断できないことです。国際規格によると、各バルブタイプには最大許容漏れ（MAL）があります。バルブの修理が必要であることを示す兆候は、漏れがMALに必要な範囲を超えている場合です。

＃2外部漏れがある場合

外部リークが存在する理由にはいくつかの原因があります。多くの場合、不適切なメンテナンスが行われています。バルブの材質とメディアに互換性がない可能性もあります。極端な温度も外部漏れを引き起こす可能性があります。

＃3バルブがうるさくなったとき

ウォーターハンマーは、バルブによって生成される音を説明するために産業用アプリケーションで使用される用語です。これは、バルブのメンテナンスが必要であることを示しています。バルブシートを叩くディスクがこのノイズを引き起こします。

＃4バルブが機能しなくなったとき

明らかに、バルブが機能しなくなったら、バルブを回収または修理する時期が来ています。多くのバルブは修理できますが、修理がほぼ不可能なものもあります。

産業用バルブの故障の一般的な原因

＃1不適切なバルブサイズ

バルブサイズの計算が間違っていると、バルブのサイズが小さすぎるか大きすぎる可能性があります。メディアの流れはバルブのサイズに依存するため、これは重要です。大きすぎるバルブは圧力を下げる可能性がありますが、小さすぎるバルブはボトルネックを引き起こす可能性があります。

解決
オンラインバルブサイジング計算機を見つけてください。液体と気体にはさまざまな式があります。手作業での計算が面倒な場合は、オンラインで計算するだけでうまくいきます。

これにより、適切な種類のバルブを簡単に探すことができます。参考までに、製品の説明にあるKv値も確認してください。また、必要な流量と圧力降下範囲も考慮してください。

＃2重要な非互換性

メディアの種類、シートの材質、バルブ本体の材質が一致している必要があります。非互換性とは、バルブが摩耗しやすいことを意味します。

解決
バルブシートとボディに使用されている材料の種類については、製品の説明を確認してください。これらは、使用するメディアに関して業界標準に従う必要があります。また、材料の誤った使用が疑われる場合は、バルブの損傷を確認してください。バルブの交換には費用がかかります。メディアと接触している部品を、メディアに耐えられるものに交換します。

＃3エラストマーの損傷

エラストマーは、シールとして機能するバルブシート、ガスケット、またはOリングとしてよく使用されます。それらは弾力性があるので、シーリング用途に自然に選択されます。これにより、金属製のバルブ本体とメディアの接触も防止されます。工業用途で使用されるエラストマーの例には、ニトリル、アフラス、およびテフロンが含まれます。

エラストマーの摩耗による損傷は、液体の自然な動きによって引き起こされます。ほとんどの場合、原因はエラストマーとメディアの非互換性です。

解決
エラストマーとメディアの互換性を考慮してください。エラストマーで使用するメディアの種類については、製品の説明を確認してください。購入の際は、バルブの説明をご確認ください。エラストマーに互換性がない場合は、エラストマーに適した他のシーリングコンポーネントを見つけてください。

エラストマーシールにへこみやひび割れなどが見られたら、このコンポーネントを交換します。また、メディアフローに続く摩耗パターンがあるかどうかを確認します。これは、メディアフローが研磨性が高すぎることを意味します。

＃4バルブステムの摩耗

バルブステムパッキンやグランドボルトなどの小さなコンポーネントは、ステムの摩耗を引き起こします。さらに、バルブディスクの絶え間ない動き、および腐食性物質の接触も、ステムの摩耗に寄与します。

ステムパッキンの場合、シールギャップを狭める弾力性の欠如が摩耗の原因になります。これは、非弾性パッキン材とグランドボルトの組み合わせの場合に特に当てはまります。

解決
小さいバルブの場合、唯一の解決策は結局それらを交換することです、それらはすぐに利用可能です。ただし、より大きなバルブの場合、交換は費用効果が高くありません。最善の解決策は、現在のバルブをアップグレードすることです。

ステムをチェックする前に、グランドスタッド、ボルト、スタッフィングボックスなどの他の小さなコンポーネントを最初にチェックします。次のステップは、ステムの手直しや交換が必要かどうかを確認することです。

＃5キャビテーション

キャビテーションは、液体媒体を備えたコントロールバルブでよく発生します。キャビテーションに寄与する2つの要因は、流体の速度と圧力降下です。キャビテーションは、流体の圧力レベルと速度に変化があるときに発生します。

液圧がバルブ内の蒸気圧よりも低い場合、気泡が形成されます。これらの泡はどういうわけかメディアの流れを止めます。液圧が低下したレベルから回復すると、気泡が崩壊し、バルブが損傷します。ビデオでキャビテーションのプロセスを確認できます。

解決
アプリケーションが正しいバルブを使用していることを確認してください。スタイルやサイズが間違っていると、キャビテーションが発生する可能性が高くなります。水および液体の用途には、キャビテーション防止バルブを使用してください。コントロールバルブを使用する場合は、パイプに対してバルブの向きが低い場所に配置してください。

＃6ウォーターハンマー

ウォーターハンマーは、バルブに急激な圧力スパイクがある状態です。これは、バルブ本体に大混乱をもたらす可能性のある最も破壊的な力の1つです。ウォーターハンマーは、バルブが閉じる速度、バルブが閉じた瞬間の液体の速度、パイプに沿った圧力波の3つの要因によって発生します。ウォーターハンマーの詳細については、このビデオを確認することもできます。

この現象に寄与する他の重要な要因は、内部バルブキャビティの厚さ、パイプの強度、および媒体の圧力です。

解決
スロットルバルブを使用して、ウォーターハンマーを最小限に抑えます。また、バタフライバルブなどの速効型オン/オフバルブを使用してください。これはウォーターハンマーの圧力を下げるので、遅効性のものも適しています。手動でバルブを開閉する代わりに、油圧アクチュエータを使用して、より速く開閉できるようにします。

＃7必要なパラメータを超える圧力と温度

バルブには特定の圧力と温度の要件があります。バルブが耐えられる範囲を超えると、バルブが損傷する可能性があります。

解決
設置する前に、製品の要件をチェックして、圧力と温度の急上昇が発生しないことを確認してください。定期的なメンテナンスと修理が重要です。温度と圧力の上昇による損傷のために損傷した部品を交換します。

＃8故障したアクチュエータ

アクチュエータには、手動、電動、自動の3つの形式があります。アクチュエータは、媒体の出入りと媒体の流れ、圧力、および温度を管理します。とはいえ、間違ったアクチュエータを選択すると、バルブが簡単に摩耗するため、バルブの寿命が短くなります。

電圧の誤った使用は、過熱を引き起こす可能性があります。その過熱は火災を引き起こす可能性があるだけでなく、アクチュエータを完全に損傷する可能性もあります。

解決
アクチュエータからの強い入力は、バルブが開閉する位置にあるときに、実際にバルブステムとディスクを損傷する可能性があります。メディアの動きが遅い場合は、これに適したアクチュエータを選択してください。圧力の低下を防ぐために、簡単に開閉できるアクチュエータを選択してください。

バルブが損傷しているか、それともアクチュエータだけが異常に動作しているかを知るには、手動オーバーライドをオンにします。バルブに問題がないように見える場合は、アクチュエータが損傷しています。

バルブが動かない場合、問題はアクチュエーターです。さらに、バルブステムに損傷がないか確認してください。摩耗したバルブステムは、アクチュエータの動きに影響を与えます。

高圧または高振動の可能性がある場合は、敏感なコンポーネントの取り付けをアクチュエータから遠ざける必要があります。これは、敏感な部品を損傷から保護するためです。

NEMA（National Electrical Manufacturers Association）は、安全のために電気バルブに定格を設定しています。

＃9誤ったインストール

一部のバルブは、他のバルブよりも取り付けが簡単です。悲しいことに、バルブの故障の多くのケースは、誤ったバルブの取り付けが原因です。たとえば、スイングチェックバルブの取り付けを考えてみましょう。一部の人々はそれらを間違った方向に設置しています。インストールを簡単にするために従うべき記号があります。

解決
特に指定がない限り、ほとんどのバルブは直立位置に取り付けられています。バルブを設置する人が、タスクを適切に実行するための十分なスキルとトレーニングを持っていることを確認してください。

＃10不適切な操作および設定圧力差

動作圧力は、動作時に存在する実際の圧力の量です。一方、設定圧力は、パイプラインオペレーターがパイプラインシステムに設定する標準圧力です。問題は、操作圧力が設定圧力に近い場合に発生することがよくあります。

解決
バルブの完全性を確認してください。特にバルブディスク、シート、ステムを見てください。また、漏れがないか確認してください。必要に応じて、損傷した部品を交換します。

バルブの材質、媒体、シートの気密性などの要因により、操作圧力と設定圧力の間に最低10％の差が生じます。ただし、理想的な差は20％です。

＃11逆流

逆流とは、メディアの流れが急激に変化する場合を指します。これは、ウォーターハンマーとともに、バルブ損傷の最も一般的で非常に損傷を与える原因の2つです。

解決
予防が鍵です。サイレントチェックバルブまたは速く閉じるバルブを取り付けると、バルブのパフォーマンスが大幅に向上します。

＃12デブリ

スラリーなどの厚い粒子は、シートに擦り傷を引き起こします。これらはバルブに詰まり、バルブが開いたまままたは閉じたままになる可能性があります。さらに、破片がバルブ内で硬化すると、バルブコンポーネントが破損する可能性があります。

解決
定期的なメンテナンスとバルブのクリーニングが重要です。これらは破片を取り除き、破片が硬化してバルブをさらに損傷するのを防ぎます

＃13不適切なメンテナンスと修理

誤った修理やメンテナンスは、損害を与えるだけでなく、費用と時間がかかります。

解決
バルブの向きが正しいことを確認してください。バルブの適切な取り付けに役立つバルブ本体のガイドを使用してください。バルブの向きについては、指示に従っていることを確認してください。

バルブの故障を回避するためのベストプラクティス

多くの場合のように、予防は治療よりも優れています。熟練した技術者による定期的なメンテナンス作業。多くの場合、バルブの問題は人為的ミスが原因で発生します。この問題を解決するには、熟練した高度な訓練を受けた担当者を雇用して、バルブと配管システムの設置と保守を行ってください。

バルブを清掃し、破片がないことを確認します。必要に応じて、フィルターを取り付けて破片をフローメディアから分離します。蓄積を減らすためにパイプを洗い流してください。

これに加えて、バルブに注油します。バルブは可動式の小さな部品で構成されています。これらに注油すると摩擦が少なくなり、摩耗が減り、性能が向上します。

バルブとその部品を時々チェックしてください。損傷が見られるコンポーネントを交換してください。これにより、バルブの耐用年数が延長されます。また、バルブが正しく取り付けられていることを確認してください。

要約すれば

弁置換術は非常に費用がかかります。そのため、関連する安全認証を備えた頑丈なバルブを入手する必要があります。バルブの損傷の最初の兆候が見られたら、必ずバルブをチェックし、修理が必要なものを修理し、損傷した部品を交換してください。