ゲートバルブを逆さまに設置できますか?

ゲート バルブは、配管システムで最も一般的な遮断バルブの 1 つです。多くのエンジニアリング担当者は、オンサイトでの設置に関する次のような質問に遭遇することがよくあります。-ゲートバルブを逆さまに取り付けることはできますか (ステムが下を向き、バルブ本体が逆さま)この疑問に答えるには、ゲートバルブの内部構造とシール原理から始める必要があります。

 

ゲートバルブの標準取付方向

標準設計のゲート バルブは通常、ステムを垂直上向きまたは水平に配置する必要があり、ステムの中心線と地面の垂直垂線の間の夾角は 15 度を超えてはなりません (API 600 7 第 2 版で指定)。これは、ゲートバルブがゲートディスクを垂直に持ち上げることでパイプラインの開閉を実現しているためです。演奏するときはゲートバルブが開いている、ステムはゲートディスクをボンネットキャビティ内に上向きに駆動します。実行時ゲートバルブを閉める、ゲート ディスクが下方に移動して、両方のバルブ シートのシール面をしっかりと押し付けます。

 

ステムを下に向けて逆さまに取り付けると、ゲート ディスクの自重の方向と媒体圧力が変化します。{0}}この場合、閉成過程において、ゲートディスクが弁座ガイド溝に正確に嵌合できず、シール面の接触が不完全となる場合がある。が発行した故障解析レポートによると、バルブワールド2021 年には、逆ゲート バルブ設置の約 73% で閉鎖後に内部漏れが発生し、そのうち 42% の漏れ率が ISO 5208 クラス A 規格​​の許容値 (0.1×DN mm³/s) を超えていました。

 

逆さま{0}}設置による内部構造への影響

詳細を観察すると、ゲートバルブ内部: ウェッジゲートバルブは、ゲートディスクとバルブシートの間に3度〜5度のウェッジ角度を備えており、ウェッジ締め付け効果によってシール圧力を実現します。逆に取り付けると、重力の方向とウェッジの締め付け方向が逆になり、シール面に均等に分布するはずの接触応力がステム側に偏ってしまいます。測定データによると、上下逆に取り付けるとバルブ シートの下側​​の比シール圧力が 30% ～ 50% 低下する一方、上側の比シール圧力は材料の降伏限界を超える可能性があります (例: 降伏強度が 485 MPa 以上の 13Cr 鋼製バルブ シート)。

 

さらに、逆さまに取り付けると、ステムのネジ山が媒体に直接露出します。{0}}蒸気または腐食性流体の場合、ステムねじの摩耗速度は、通常の設置よりも 2 ～ 3 倍速くなります (ASTM G98 摩耗テストを参照)。これはバルブが完了しない直接の原因になります。ゲートバルブが開いているまたはゲートバルブを閉める正常に動作します。

 

逆さ設置による排水の問題-

のゲートバルブドレンバルブを逆さまに取り付けると機能がほとんど失われます。従来のゲートバルブのドレンポートまたは低点ベントはバルブ本体の底部に設計されています。-通常の設置では、バルブキャビティ内に溜まった凝縮水や不純物は、下部のドレンポートから排出できます。逆さにすると、バルブボディ底部のドレンポートが上を向き、本来は上側にあったボンネットキャビティが低点になります。媒体中の固体粒子は、排出通路のないバルブ ステム パッキン グランド領域 - に堆積します。長期にわたる蓄積は、パッキンの摩耗、ステムの詰まり、そして最終的には全体の故障につながります。パイプラインゲートバルブ操作不能になる。

 

よくある問題と解決策

問題 1: ゲート バルブがすでに逆さまに取り付けられており、閉じた後に内部漏れが発生しています。どのように対処すればよいでしょうか？

原因分析: -逆さまに取り付けると、ゲート ディスクが中心位置からずれてしまい、片側のシール不良が発生します。 ASME B16.34 の圧力-温度定格によれば、クラス 150 からクラス 600 までのゲート バルブは、通常、倒立動作条件下では定格圧力シール性能を維持できません。

 

ソリューション:

1. 即時停止および圧力解放: パイプラインセクションを減圧し、媒体を排出します。手動でバルブを全開にしてみてください。ゲートバルブが開いているを実行します。ゲートバルブを閉めるまた。中程度の流れの影響によりゲート ディスクがリセットされる可能性がありますが、成功率は 15% 未満です。
2. 取り外しと再取り付け: 最適な解決策は、バルブを取り外し、正しい向き (ステムが上向きまたは水平) で再取り付けすることです。パイプラインのスペースによりバルブ本体の回転が許可されない場合は、次の手順を実行する必要があります。ゲートバルブの交換取り付け方向の影響を受けない、双方向フロー設計のゲート バルブ（フローティング バルブ シートを備えたパラレル スライド ゲート バルブやウェッジ ゲート バルブなど）を使用します。-
3. 応急処置：即時停止できない場合は、ボンネット上部にバイパスポートを加工し、小型のドレンバルブを接続してください。ただし、これはボンネットの圧力の完全性を損なうため、低圧の重要でない場合（圧力 1.0 MPa 以下）にのみ適用されます。--

 

問題 2: 水平パイプラインのゲート バルブはステムを水平にして設置する必要がありますか?角度に関する要件はありますか?

原因分析: 一部の設計者は、水平パイプラインのゲート バルブは、ステムを下向きに 15 度 ～ 30 度含めて、任意の回転角度で設置できると誤って信じています。

 

ソリューション: MSS SP-91-2019 のセクション 4.3 を参照バルブの取り付けガイドライン※：外ネジ・ヨーク式ゲートバルブの場合、ステムは水平線より±10度以内の位置となります。 -非上昇ステム ゲート バルブの場合、許容差は ±15 度まで緩和できます。この範囲を超える傾斜は、特にステムが水平線よりも下にある場合は、逆さま設置とみなされます。-

 

パイプラインのレイアウトでステムを下向きに設置することが必然的に必要な場合（頭上スペースが限られているなど）、特別に設計された低排出ガスまたは耐反転性-のゲート バルブを採用する必要があります。このようなバルブは、バルブシート底部に補助スプリングを備えたり、双方向シールシートリング（PTFE+炭素繊維複合シートリングなど）を採用したりするため、調達コストが通常のゲートバルブの約2.5倍となります。

 

既存の逆ゲート バルブの場合、サポート ガイド レールを後付けすることができます。厚さ 2 ～ 3 mm のステンレス鋼ガイド ストリップ (硬度 200 HB 以上) をバルブ本体の両側の内側に溶接して、ゲート ディスクの移動軌跡を制限します。それにも関わらず、この改造にはバルブの分解とバルブ本体の再加工が必要となり、多額の人件費がかかります。通常は直接実行することをお勧めしますゲートバルブの交換.

 

結論

パイプラインゲートバルブ標準設計の場合、ほとんどの場合、逆さまに取り付けることはできません。逆さまに取り付けると、ゲート ディスクとバルブ シートの間のウェッジ密閉シールが損傷し、バルブの信頼性が損なわれます。-ゲートバルブが開いているそしてゲートバルブを閉める、を無効にしますゲートバルブドレン機能を低下させ、内部の主要コンポーネントの摩耗を促進します。ゲートバルブ内部.

 

現場で間違った設置が見つかった場合、最も徹底した解決策は次のとおりです。ゲートバルブの交換正しい方向に取り付け直します。特別なスペースが限られている場合は、認定された双方向取り付け可能ゲート バルブを購入する必要があります。-通常のゲート バルブの自己改造は固く禁止されています。-