角度グローブバルブ | カスタムファウンドリ & OEMソリューション

1. 導入

アン 角度グローブバルブ フローパスが体内で約90°回転する特殊なグローブバルブです.

堅牢なスロットリング/制御機能とコンパクトな配管レイアウトとメンテナンスのための簡単なアクセスを組み合わせた.

角度グローブバルブは、フローリダイレクトがある場合に選択されます, 正確な変調, キャビテーション制御とコンパクト配管は優先事項です。典型的なアプリケーションには蒸気制御が含まれます, 給水規制, 化学投与, および HVAC システム.

この記事では、デザインについて説明します, パフォーマンス, 選択と実用的なエンジニアリングデータを指定できるようにします, 自信を持ってサイズと操作角グローブバルブ.

2. アングルグローブバルブとは何ですか?

アン 角度 グローブバルブ インレットとアウトレットがほぼで配置されるグローブバルブの特殊な形式です 90 度 お互いに, 作成 L字型 単一のバルブ本体内のフローパス.

これにより、個別のパイプの肘の必要性がなくなり、システム全体のフットプリントが削減されます.

すべてのグローブバルブのように, 角度グローブバルブは、 ディスク (またはプラグ) aに対して直線的に 静止シート.

その重要な利点は、組み合わせにあります フロー制御精度 と フローリダイレクト, 配管レイアウトのシステムで価値がある, スペースの制約, または凝縮液管理が重要です.

アングルグローブバルブの主要な機能

• コンパクトフローリダイレクト: 内蔵90°回転すると、外部継手が減少します, 重さ, 追加の肘からの圧力低下.
• スロットリング機能: 安定した正確なフロー制御を提供します, ゲートまたはバタフライバルブよりも優れています.
• 汎用性の高いトリムデザイン: プラグで利用可能, ケージ, または、コントロールを最適化するための傾斜ディスクトリム, キャビテーションを最小化します, または侵食抵抗を改善します.
• メンテナンス効率: ボンネットとトリムアクセスにより、長いパイプの実行を解体することなく、検査と交換が簡単になります.
• 凝縮液と排水の利点: 特に効果的です 蒸気サービス, 角度パターンが凝縮液および非凝縮性ガスの除去を促進する場合.

3. アングルグローブバルブの基本設計とコンポーネント

の 角度グローブバルブ 正確なフロー制御と空間節約ジオメトリを組み合わせるように設計されています.

その設計は、aを介して液体を再ルーティングします 90°バルブ本体の内側を回します, 別の肘フィッティングの必要性を排除します.

角度グローブバルブの解剖学

重要なコンポーネントには含まれます:

• 体 (角度パターン): 90°L字型流パスを形成する主な圧力境界. 通常、キャストまたは偽造されています.
• ボンネット: 茎があります, パッキング, ガイド. 密閉のために体にボルトで固定または溶接されます.
• ディスク/プラグ: 流れを調節する可動要素. フラットにすることができます, 円錐形の, またはサービスに応じてプラグ型.
• シートリング: 固定シーリング表面, 通常、耐摩耗性のためにハードフェイスまたは交換可能です.
• 幹: アクチュエータ/ハンドホイールをディスクに接続します, 線形運動を提供します.
• パッキング: 黒鉛, PTFE, または、漏れを防ぐために茎の周りに使用されるエラストマー材料.
• ハンドホイール/アクチュエータ: ステムモーションを提供する手動または自動オペレーター.
• ヨーク & 腺: アクチュエータと梱包調整の構造的サポート.
• ケージ (オプション): ノイズを減らすために制御バリアントで使用されます, 振動, 圧力降下をステージングすることによるキャビテーション.

角度グローブバルブのバリエーション

• Yパターンアングルグローブバルブ: 90°のリダイレクトとY字型のボディを組み合わせます, 圧力低下をさらに低減します (Δp 10% 標準角度設計よりも低い) フロー容量の改善 (cv 15% より高い). 高速液に最適です (例えば, 蒸気タービン).
• 取り外し可能なシートアングルグローブバルブ: シートリングは、簡単に交換できるようにねじ込まれているか、ボルトで固定されています, バルブの寿命を延ばします 50% (シートが着ている場合、体全体を交換する必要はありません).
• ケージ誘導角グローブバルブ: ケージコントロールプラグアライメント, 振動と摩耗の削減 - 拡張されたサービス寿命 40% 高速アプリケーションで.
• 傾斜ディスクvs. プラグデザイン: 傾斜ディスクデザイン (ディスクピボットを開閉/閉じる) より速い応答を提供します (10% プラグバルブよりも速い) しかし、より低い精度; プラグ設計は、±0.5％のフロー精度を提供します, 重要な制御に適しています.

建設材料

パフォーマンス, 耐久性, 角度グローブバルブの安全性は、そのために使用される材料に大きく依存しています 体, トリム, パッキング, およびガスケット.

体 & ボンネット材料

バルブ本体とボンネットは主要な圧力境界を形成します. 一般的な選択肢が含まれます:

材料のトリム (ディスク, シート, 幹)

トリムコンポーネントは、直接液体の接触と摩耗にさらされています. 材料はに基づいて選択されます 侵食抵抗, 硬度, およびシーリング要件.

4. 機械式 & アングルグローブバルブのシーリングパフォーマンス

Angle Globe Valveの評判 タイトなシャットオフ そして 正確なスロットリング その機械的設計とシーリング特性に由来します.

ゲートバルブやバタフライバルブとは異なります, スライドまたは回転シーリングに依存しています, 角度グローブはaを使用します 線形プラグ間接触, 効果的なシーリングのためにより小さな領域に積み込まれます.

シーリングタイプ

アングルグローブバルブは、サービス条件に応じて複数のシーリング構成で利用できます:

リーククラスのパフォーマンス

漏れクラスは、標準のテスト条件下でバルブがどれだけ厳しく遮断できるかを定義します. アングルグローブバルブ用, パフォーマンスはに依存します シートデザイン, シートマテリアル, そして テスト標準.

ANSI/FCI 70-2 (制御バルブ漏れクラス)

• クラスIV (定格CV漏れの0.01％以下): ほとんどの金属から金属間の座席角グローブバルブの標準.
• クラスv (1インチあたりPSIあたり0,0005 mL以下を座っています. 私のあたり): 重要な分離のための高統合シーリング (例えば, ボイラー給水, 高圧蒸気).
• クラスVI (バブルタイト, シート直径の1インチあたり0.15 ml/min/min): PTFEを備えたソフトシート角グローブバルブの典型, ピーク, またはエラストマーシール.

双方向対. 単方向シーリング

• 単方向シーリング: シートは、一方向からの流れに対して封印するように設計されています (インレット→アウトレット).
  アングルグローブで最も一般的です, 90°の流れパスが自然にシートに圧力を向けるので.
• 双方向シーリング: 対称シートデザインは、いずれかの方向からの流れに対してシールします.
  リバースフローリスクのあるシステムで使用されます (例えば, ポンプ再循環ライン). バルブコストに10〜15％を追加しますが、チェックバルブ要件を排除します.

STEMパッキングベストプラクティス

• ライブロードパッキング: 材料の摩耗時には、ばね荷重腺は一定の梱包圧縮を維持します, 逃亡排出量を削減します 90% (EPAメソッドを満たします 21 Vocsの場合).
• マルチレイヤーパッキング: グラファイトと金属箔の交互の層 (高温の場合) またはPTFEおよびEPDM (化学物質用) シールの完全性を向上させます - サービスライフは2〜3年延長されます.
• ボンネットベント: ボンネットの小さな通気口は、梱包劣化による圧力の蓄積, 茎の吹き飛ばしを防ぎます (高圧システムにとって重要です, ANSIクラス 3000+).

5. 圧力 - 温度 (p – t) 能力と標準

圧力 - 温度 (p – t) Angle Globeバルブの性能は、によって決定されます 材料の選択, デザインクラス, そして グローバルバルブ標準のコンプライアンス.

角度グローブバルブはしばしば適用されるためです 蒸気サービス, 腐食性化学物質, および極低温システム, 彼らの限界に関する正確な知識は、安全な運用とライフサイクルの信頼性にとって重要です.

一般的な材料のP – T定格表

適用される標準

アングルグローブバルブが設計されています, 製造, パフォーマンスの一貫性を確保するために、厳格な国際コードでテストされました:

• ASME B16.34 - P – T評価を定義します, 壁の厚さ, 産業用バルブ用の材料.
• API 602 - 小穴の鍛造グローブバルブをカバーします (≤2インチ, クラス800–4500), 多くの場合、高圧ラインで使用されます.
• ISO 5211 - アクチュエータの取り付け寸法を標準化します, アクチュエーターメーカー全体の交換可能性を可能にします.
• API 598 / ISO 5208 - 静水圧およびシートリークテストを指定します (シェル: 1.5 ×モップ; シート: 1.1 ×モップ).
• MSS SP-81 / SP-118 - アングルグローブバルブの対面とエンドツーエンドの寸法を定義します, 配管レイアウトとの互換性を確保します.
• で 12516 - バルブ強度とP – T評価の欧州標準, 多くの場合、PNクラスシステムに適用されます.

6. アングルグローブバルブの製造プロセス

アングルグローブバルブの製造には、幾何学的精度を厳密に制御する必要があります, 物質的な完全性, パフォーマンスの一貫性 - Valveの90°フローリダイレクトを最適化するようにプロセスステップが調整されています, シーリングの信頼性, 長期的な耐久性.

身体製造

バルブ本体は、フローパスを囲み、90°で流体をリダイレクトする構造コアです, したがって、その製造プロセスは圧力評価によって決定されます, 材料タイプ, そして生産量.

2つの支配的な方法です 鋳造 (複雑なジオメトリと大量) そして 鍛造 (高強度および高圧アプリケーション用).

鋳造

鋳造 複雑な内部通路を持つ身体を生産するのに理想的です (例えば, 放射された90°の曲がり, マルチポートキャビティ) 中程度の生産量には費用対効果が高くなります.

インベストメント鋳造 (ロストワックス鋳造)

• 応用: 高精度, 腐食耐性体 (316Lステンレス, Hastelloy C276) 重要なサービス用 (医薬品, オフショアオイル & ガス).
• プロセスフロー:

• • ワックスパターンの作成: 3Dプリントされたワックスパターン (耐性±0.03 mm) バルブ本体の内部90°通過と外部機能を複製します。.
  • セラミックシェルビルディング: ワックスパターンは、セラミックスラリーに浸されます (アルミナ・シリカ) そして砂でコーティングされています; シェルは制御された湿度で乾燥しています (40–60％) 剛性型を形成する (6–8レイヤー, 総厚5〜10 mm).
  • 脱線 & 発砲: シェルを1,000〜1,100°Cに加熱して、ワックスを溶かして排水します (脱線) セラミックを焼いてください (発砲), 溶融金属温度に耐える多孔質型を作成します.
  • 金属の注ぎ: 溶融金属 (例えば, 316L 1,500°Cで, 1,450°CでのHastelloy C276) 多孔度を避けるために真空下でシェルに注がれます; 型は、熱亀裂を防ぐために50〜100°C/時間で冷却されます.
  • シェル除去 & 仕上げ: セラミックシェルは振動によって粉砕されます; キャストボディはサンドブラストされています (グリットサイズ80〜120) 残留セラミックを除去します, その後、トリミングしてキャスティングライザーを取り除きます.

• 重要なメトリック: 寸法耐性±0.05 mm (90°の通過アライメントに重要です); 気孔率 <0.5% (X線でテストしました); 表面粗さRA 12.5〜25μm (機械加工前).

砂型鋳造

• 応用: 低から中程度の圧力体 (炭素鋼A105, 真鍮C36000) 一般的な産業用に (空調設備, 水処理).
• プロセスフロー:

• • 金型の準備: 樹脂結合砂 (フェノール樹脂 + シリカ砂) 金属パターンの周りに圧縮されています (アルミニウムまたは鋳鉄) 2つの半分を形成します (対処してドラッグ); コア (砂または金属) 内部90°通過を作成します.
  • 金型アセンブリ: 2つのカビの半分が一緒に固定されています; ゲーティングシステム (スプルー, ランナー, ライザー) 直接溶融金属と供給収縮に追加されます.
  • 金属の注ぎ: 溶融炭素鋼 (1,530–1,550°C) または真鍮 (900–950°C) スプルーに注がれます; ライザーは、キャスティングが冷えて縮むにつれて追加の金属を提供するサイズがあります.
  • シェイクアウト & クリーニング: 冷却後 (2 - 小さな体の場合は4時間, 8 - 大きなものの場合は12時間), 型はバラバラになっています (シェイクアウト); キャスティングはショットブラストです (グリットサイズ60〜80) 砂を取り除く.

• 重要なメトリック: 寸法耐性±0.2 mm; 表面粗さRA 25〜50μm (機械加工前); 機械的特性 (A105の引張強度≥485MPa) キャストクーポンの引張テストを介して検証されました.

鍛造

鍛造は、高圧バルブボディに使用されます (ANSIクラス2500–4500) 強度と疲労抵抗が重要です (例えば, 発電所ボイラー給水バルブ).

このプロセスは、金属粒を整列させて、機械的性能を向上させます.

• プロセスフロー:

• • ビレットの準備: 金属ビレット (A182 F91合金鋼, Hastelloy C276) 重量にカットされています (10–15％の過剰が鍛造損失を考慮しています) 1,100〜1,300°Cに加熱します (鋼のオーステナイト温度).
  • 熱間鍛造: 加熱されたビレットはダイに押し込まれます (バルブボディのような形) 油圧プレスを使用します (1,000–5,000トン);
    90°の通路は、閉じた鍛造の組み合わせによって形成されます (外部形状) とピアス (内部通過).
  • 熱処理: 鍛造体はアニーリングを受けます (800–900°C, 2〜4時間開催されました, 冷却された50°C/時間) 残留応力を減らすため;
    高合金体 (Hastelloy C276) ソリューションアニーリングを受け取ります (1,150℃, 水で癒された) 腐食抵抗を回復するため.
  • 加工準備: 鍛造ボディは、フラッシュを除去するためにラフマシンです (余分な金属) 最終仕様の±0.5 mm以内に寸法をもたらします.

• 重要なメトリック: 穀物の流れのアライメント (マクロエッチングを介して検証されました); 鋳造体よりも20〜30％高い引張強度 (例えば, A182 F91鍛造: ≥690MPa対. キャスト: ≥620MPa); 硬度HB 180–220 (アニーリング後).

トリム加工 (プラグ, シートリング, ケージ)

トリム (プラグ, シートリング, ケージ) フローとシーリングを直接制御します, そのため、その機械加工にはミクロンレベルの精度が必要です.

一般的な材料には、17-4phステンレス鋼が含まれます, ステライト 6 (コバルト合金), タングステンカーバイドコーティングスチール.

CNC旋削加工 & フライス加工

• プロセス:

• • 空白の準備: ブランクをトリムします (例えば, 17-4pHラウンドバー) 長さにカットされ、熱処理されます (1,050°Cでアニールされた溶液, 480°Cで熟成) 硬度HB 300–320に到達する.
  • CNC旋削加工: 5-軸CNC旋盤 (例えば, haas umc-750) プラグの外部プロファイルを形作ります (例えば, 放物線, v-notched) 直径耐性±0.01 mm; シートリングのシーリング面は、0.005 mm以下の平坦性に変わります.
  • CNCフライス加工: マルチポートケージ用, CNCミルズドリル8–12精密穴 (直径±0.02 mm) 等角で段階的なフローパスを作成します;
    V-Notchedプラグには、ワイヤーEDMを介してノッチが切断されています (放電加工) 角度精度±0.1°の場合.

• キーコントロール: 切削工具 (316L用のダイヤモンドコーティング炭化物, StelliteのCBN 6) 物質的な変形を避けるために使用されます; 冷却剤 (ステンレス鋼用の合成, 合金用のミネラルオイル) 温度を維持します <50熱膨張エラーを防ぐための°C.

ラッピング (シーリング表面仕上げ)

• 目的: プラグとシートリングの間の気密シーリングを実現します (ISOにとって重要です 5208 クラスv/vi漏れ).
• プロセス:

• • ラップ化合物選択: 細かいアルミナ (0.5–1μm) 金属間トリム用; ダイヤモンドペースト (0.1 μm) ソフトシートトリム用 (PTFEコーティングプラグ).
  • ラップ操作: シートリングは、ラッピングマシンに固定されています; プラグは、制御された力でそれに対して押されます (50–100 n) 50〜100 rpmで回転しました.
    シーリング表面がRA≤0.4μmに達するまで、このプロセスは徐々に細かい化合物で繰り返されます.
  • 検証: シーリングサーフェスは、粗さと平坦性を確認するために、光学プロフィロメトリーを介して検査されます; 「ライトテスト」 (光源に対してプラグとシートを一緒に保持する) ギャップがないことを保証します.

コーティング (摩耗/腐食抵抗)

• タングステンカーバイドコーティング: 研磨スラリーで使用されるトリム用 (マイニング, 廃水), hvof (高速酸素燃料) スプレーは、50〜100μmのタングステンカーバイドコーティングをプラグアンドシートリングに適用します.
  コーティングはRA≤0.8μm、硬度HV 1,200〜1,600までの地上です.
• PTFEコーティング: 食品/医薬品のトリム用, 20〜30μMPTFEコーティングは、静電噴霧を介して適用され、380°Cで硬化します.
  コーティングはFDAに会います 21 CFRパーツ 177 の摩擦係数があります 0.04 (茎の摩耗を減らす).

7. アングルグローブバルブの業界アプリケーション

角度グローブバルブ 複数の業界で広く使用されています フローリダイレクト, 正確なスロットリング, コンパクト配管レイアウト 必要です.

彼らのユニーク 90°流パス そして 堅牢なスロットリング機能 両方に適したものにします 高圧/温度システム そして 重要な制御アプリケーション.

8. 競争力のある比較: アングルグローブvs. 同様のバルブ

重要な洞察:

• 角度グローブバルブ に最適です 正確なスロットルと方向の流れ タイトなレイアウトで.
• ストレートグローブバルブ 同様のコントロールを提供しますが、より多くの配管スペースが必要です.
• ボールバルブ エクセルイン 高速オン/オフ操作 最小限の圧力低下で.
• 角度 逆止弁 は 単方向, 自動バルブ, コンパクトの取り付け中に逆流を防ぎます, 角度のある配管レイアウト.

9. 結論

アングルグローブ バルブ 正確なスロットリングのバランスをとる汎用性の高い制御バルブです, 優れたキャビテーションコントロールとコンパクト配管レイアウト.

適切な素材とトリム選択, 正確なサイジング (KV/CV), P – T機能と専門的なアクチュエータの仕様に注意することは、彼らの利点を実現するために不可欠です.

侵食サービスには、段階的なトリムと硬化素材を使用します, 排出制御用のライブロードパッキング, アクチュエータのサイジングを確定するためのベンダーCV/トルクデータ.

よくある質問

角度グローブバルブが双方向です?

多くは、圧力支援シーリングを備えた単方向サービスのために設計されています; ただし、適切に設計されたダブルシートまたはバランスの取れたトリムは、双方向の機能を提供します。ベンダーの仕様を検証します.

アングルグローブとYパターングローブから選択するにはどうすればよいですか?

Yパターンはフローターン角度と圧力低下を減らしますが、多くの場合、スロットリング精度がある程度失われます.

より低いΔPと縮小されたアクチュエータトルクが優先順位であるYパターンを選択してください.

海水のアングルグローブバルブにどの材料を使用する必要がありますか?

デュプレックス 2205 ステンレス鋼 (木材32–35) 理想的です. 海水腐食に抵抗します (レート <0.002 MM/年) 強度が高い, アウトパフォーム 304 (ピットリスク) または炭素鋼 (急速な錆び).

角度グローブバルブのキャビテーションを防ぐにはどうすればよいですか?

マルチポート段階的なトリムを使用して、ΔPを徐々に減らします (各ステージ <10 psi), バルブを速度を低くします, または、液体を加熱して蒸気圧を上げます.

重度のキャビテーションの場合, ベンチュリまたは犠牲の挿入トリムを選択します.

角度グローブバルブをESDに使用できます?

はい - 噴水復帰空気圧アクチュエーターは、1〜3秒で完全なストロークを達成します, ESD要件を満たす.

しかし, それらは電気アクチュエーターよりも正確ではありません; オン/オフESDにそれらを使用します, 継続的な変調ではありません.

高温蒸気の角度グローブバルブの典型的なサービス寿命は何ですか?

4–6年適切なメンテナンス. Ous Stellies 6 トリム (酸化に抵抗します) およびグラファイトパッキング (高温), 毎年トリムを検査します.