産業用バルブが故障する理由と修理方法

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産業用バルブは永遠に続くわけではありません。彼らも安くはありません。多くの場合、使用から 3 ～ 5 年以内に修理が始まります。ただし、バルブの故障の一般的な原因を理解し、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、故障したバルブの修理方法、バルブの修理が必要な一般的な原因、およびバルブがすでに故障している兆候についての情報を提供します。

バルブが長持ちする理由

バルブの寿命は、シールの品質、内部および外部環境、操作頻度の 3 つの要因に左右されます。

シールが完全に機能する場合、バルブも機能します。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、バルブが常に機能している場合、最適な状態を維持するためのメンテナンス期間は約 3 か月です。

バルブの修理時期を知る方法

#1 内部漏れがある場合

内部漏れが発生する理由の 1 つは、バルブが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な兆候は、漏れが MAL の必要範囲を超えている場合です。

#2 外部漏れがある場合

外部漏れ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。また、バルブの材質と媒体が適合してい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ら

ウォーターハンマーとは、工業用途でバルブが発する音を表すために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 バルブが動かなくなったとき

明らかに、バルブが機能しなくなったら、それを回収または修理する時期です。多くのバルブは修理できますが、修理がほぼ不可能なバルブもあります。

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

間違ったバルブ サイズの計算により、バルブが小さすぎたり大きすぎたりす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ことができますが、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
オンラインのバルブ サイズ計算機を検索します。気体だけでなく、液体にもさまざまな式があります。手計算では面倒な場合は、オンライン計算で十分です。

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、商品説明にあるKv値もご覧ください。また、必要流量と圧力降下範囲を考慮してください。

#2 材料の非互換性

媒体の種類、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くなることを意味します。

解決
バルブシートとボディの材質の種類については、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する業界標準に従う必要があります。また、材料の不適切な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。メディアと接触する部分は、それに耐えられるものに交換してください。

#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。伸縮性があるため、シーリング用途に最適です。これにより、金属製のバルブ本体と媒体と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、テフロンなどがあります。

エラストマーの摩耗による損傷は、流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不適合です。

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。エラストマーに使用する媒体の種類については、製品の説明を確認してください。ご購入の際は、バルブの説明をご確認ください。エラストマーが適合しない場合は、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 シールにへこみや亀裂などが見られるようになったら、このコンポーネントを交換します。また、媒体の流れに沿った摩耗パターンがあるかどうかを確認します。これは、媒体の流れが摩耗しすぎてい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、ステムの摩耗や損傷の原因となります。さらに、バルブディスクの絶え間ない動きと腐食剤の接触も、ステムの磨耗に寄与します。

ステムパッキンの場合、弾性不足によりシールの隙間が狭くなり、摩耗の原因となります。これは、非弾性パッキンとグランド 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、唯一の解決策は交換することです。結局のところ、バルブはすぐに入手できます。ただし、より大きなバルブの場合、交換は費用対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、他の小さなコンポーネントをチェックしてください。次のステップは、再加工または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、液体媒体を使用するコントロール 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、流速と圧力損失です。流体の圧力レベルと速度に変化があると、キャビテーションが発生します。

液体の圧力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。液圧が低下した状態から回復すると気泡が崩壊し、バルブが破損します。キャビテーションの様子を動画でご確認いただけます。

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、キャビテーションの可能性が高くなります。水および液体のアプリケーションには、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ます。

#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発生する状態です。これは、バルブ本体に大損害を与える可能性が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、バルブが閉じる瞬間の液体の速度、および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、こちらのビデオもご覧ください。

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

解決
絞り弁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高速オン/オフバルブを使用してください。ウォーターハンマーの圧力を低減するため、遅動タイプも適しています。バルブを手動で開閉する代わりに、油圧アクチュエータを使用して開閉を高速化します。

#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、製品要件を確認して、圧力と温度の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。温度上昇と圧力による損傷により損傷した部品を交換してください。

#8 アクチュエータの故障

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、媒体の流れ、圧力、および温度を管理します。そうは言っても、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。

電圧を誤って使用すると、過熱を引き起こす可能性があります。過熱により火災が発生するだけでなく、アクチュエータが完全に損傷する可能性があります。

解決
アクチュエータからの強い入力は、バルブの位置が閉じたり開いたりするときに、バルブステムとディスクを実際に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。圧力損失を避ける場合は、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のか、それとも単にアクチュエーターの動作がおかしいのかを知るには、手動オーバーライドをオンにします。バルブに問題はないようですが、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は、アクチュエーターに問題があります。さらに、バルブステムに損傷がないかチェックします。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をアクチュエータから離して取り付ける必要があります。これは、敏感な部分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の定格を設定しています。

#9 不適切なインストール

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、不適切な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、間違った方向にそれらをインストールしています。取り付けを簡単にするために、従うべき記号があります。

解決
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ます。バルブを取り付ける担当者が、タスクを適切に実行するのに十分なスキルとトレーニングを受けていることを確認してください。

#10 不適切な操作と設定差圧

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、配管オペレータがパイプライン システムに対して設定する標準的な圧力です。使用圧力が設定圧力に近い場合に問題が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、ステムに注目してください。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てください。

バルブの材質、媒体、シートの気密性などの要因により、動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ことを指します。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有害な原因の 2 つです。

解決
予防が鍵です。サイレント チェック バルブまたはすばやく閉じるバルブを取り付けると、バルブの性能が大幅に向上します。

#12 デブリ

スラリーなどのより厚い粒子は、シートに摩耗を引き起こします。これらがバルブに詰まって、バルブが開いたり閉じたりすることがあります。さらに、破片がバルブ内で固まると、バルブの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 間違ったメンテナンスと修理

不適切な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。バルブの向きに関する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

多くの場合と同様に、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、バルブの問題は人的エラー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って、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、これらに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、破片を流動媒体から分離します。蓄積を減らすためにパイプをフラッシュします。

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コンポーネントで構成されています。これらを潤滑すると摩擦が少なくなり、摩耗や損傷が減り、パフォーマンスが向上します。

バルブとその部品を時々点検してください。損傷が見られるコンポーネントを交換します。これにより、バルブの寿命が延びます。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

バルブの交換は非常に高価です。そのため、関連する安全認証を取得した頑丈なバルブを入手することが必須です。バルブの損傷の最初の兆候で常に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ます。