1. 導入
あ ゲートバルブ 線形です, パイプラインを介して流体の流れを完全に開閉するように設計されたオン/オフバルブ.
スライディングゲートを使用します (またはウェッジ) それは流れの経路に垂直に動きます, 完全に開いたときに最小限の閉塞を提供し、閉じたときにタイトなシーリング.
スロットリングバルブとは異なり, ゲートバルブは、フローレギュレーションを目的としていませんが、分離目的.
歴史的発展と進化
ゲートバルブは1800年代に早期蒸気用途に戻る.
産業システムが複雑さと規模で成長するにつれて, ゲートバルブが進化しました - 鋳鉄製の体や手作りのウェッジから、精密にマシンされたシートを備えた高性能合金設計まで.
現代の製造と材料科学は、極端な圧力に耐えるバルブを可能にしました (> 250 バー) と気温 (–196°C〜600°C), 要求の厳しい石油を提供します & ガス, 力, および化学プロセス.
2. ゲートバルブとは何ですか?
あ ゲート バルブ 金属ゲートを使用するフルボアシャットオフバルブです (またはウェッジ) 流体の流れをブロックします.
完全に開いた位置で, ゲートは、フローパスから完全に撤退します, パイプラインボアに等しい通路を作成する.

この「ストレートスルー」構成により、フロー抵抗と圧力損失が最小限に抑えられます, 最大フロー容量と最小限のΔPが重要なアプリケーションに理想的に適したゲートバルブを作成する.
ゲートバルブは、DNのサイズで製造されています 10 (¾ "") dnに 2000 (80”) クラスからの圧力クラス 125 (≈ 19 バー) クラスまで 2500 (≈ 413 バー).
重要な属性:
- オン/オフサービスのみ: スロットリングを意図していません; 部分的なストロークは、シート侵食を引き起こす可能性があります.
- 双方向の分離: フローが上流であろうと下流であろうと、同様にタイトなシーリングを提供します.
- 視覚的位置の表示: ライジングとOS&y設計により、オペレーターはバルブが開いているか閉じているかを一目で確認できます.
操作の原則
ゲートアンドシートメカニクス
ゲートバルブの動作は、ゲートとバルブ本体内の座席間の相互作用に基づいています.
バルブが閉じたとき, ゲートは下降し、2つのシーリング表面に座ります (席) バルブ本体で.
ウェッジタイプのゲートで, ゲートの円錐形は、それが下向きに移動するときに座席に対してしっかりと力を与えます, シールを作成します.

平行タイプのゲートは、液体または外力の圧力に依存しており、ゲートを座席に押し付けます.
バルブが開いたとき, ゲートはフローパスから持ち上げられます, 最小限の閉塞で液体がバルブを通過できるようにする.
フロー制御特性
完全に開いた位置で, ゲートバルブは、ストレートスルーフローパスを提供します, その結果、非常に低い圧力が低下します.
これにより、エネルギー損失を最小限に抑えて高流量を維持することが重要なアプリケーションに最適になります。, 長距離パイプラインなど.
しかし, ゲートバルブは、スロットリングアプリケーションには適していません.
部分的に開いているとき, ゲートは、液体の狭い通路を作成します, 高速の流れを引き起こす可能性があります, 乱流, ゲートと座席に過度の摩耗.
これはノイズにつながる可能性があります, 振動, バルブの寿命が短くなっています. 結果として, ゲートバルブは、フローレートを継続的に調節するのではなく、主にオンオフサービスに使用されます.
3. ゲートバルブの設計と構造
そのコンポーネントの綿密な設計上のゲートバルブヒンジの信頼性と寿命, 賢明な素材の選択, 適切なエンド接続メソッド.
主要コンポーネント
| 成分 | 関数 & 特徴 |
| 体 | 内部部品を住み、ラインの圧力を維持します. 通常、キャストまたは偽造されています; ボディウォールの厚さはASME B16.34に続き、クラスに耐えます 2500 (≈ 413 バー). |
| ボンネット | ボディチャンバーを覆い、密封します. ボンネット間ジョイントがボルトで固定される場合があります, ねじ切りされた, または溶接. メンテナンスのためのアクセスを提供します. |
| ゲート (ディスク) | 移動障壁. デザインには、ソリッドウェッジが含まれます, 柔軟なウェッジ (熱膨張を吸収するための軸方向の切断), そしてスプリットウェッジ (自己整合のための2つの独立した半分). |
| 座席 | ゲートが密閉される精密にマキシドの表面. 不可欠な場合があります (金属から金属へ) または交換可能なソフトリング (PTFE, ニッケル). |
| 幹 | アクチュエータからゲートに動きを送信します. 一般的に 20 腐食抵抗のためのMNV6またはステンレス鋼. スレッド標準 (例えば, ACMEまたは台形) 滑らかな旅行を確保します. |
| パッキング & 腺 | 茎の周りの密閉. グラファイトまたはPTFEパッキングは、漏れ速度≤10µm³/sを達成します; 腺ナットは均一に梱包を圧縮します. 周期的な再荷重は、シールの完全性を復元します. |
| ハンドホイール/アクチュエータ | 手動またはリモートコントロールの入力をゲートの動きに変換します. 電気アクチュエーターは提供されます 10 000 DNのNMトルク > 300 MMまたはクラス 1500+ バルブ. |
材料の選択
物質的な選択は圧力によって駆動されます, 温度, 液体化学, そしてコスト. 以下は、一般的な材料とそのサービスエンベロープの要約です:

| 材料 | 代表的な用途 | 温度範囲 | 耐食性 |
| 鋳鉄 (で 1561) | 水, 低圧蒸気 | –10°Cに 150 ℃ | 適度; 酸性/アルカリ性培地には適していません |
| 炭素鋼 (A216 WCB) | 油 & ガス, 一般的な産業用蒸気 | –29°Cに 425 ℃ | 良い; コーティングされていない限り、CO₂/H₂S腐食の影響を受けやすい |
| ステンレス鋼 (304/316) | 食べ物, 医薬品, 海水 | –196°Cに 550 ℃ | 素晴らしい; 幅広い化学物質に抵抗します |
| 合金鋼 (WC6/CRMO) | 高温蒸気, 石油化学 | 450 °Cに 600 ℃ | 高強度; クリープと硫化に抵抗します |
| デュプレックス/スーパーデュプレックスSS | オフショアオイル & ガス, 塩化物 | –50°Cに 300 ℃ | 孔食とストレス腐食に対する例外的な抵抗 |
| プラスチック (PVC/CPVC/pp) | 酸, コースティクス, 低温水 | 0 °Cに 65 ℃ | 強酸/塩基に適しています; 限られた温度範囲 |
接続を終了します (フランジュ, ねじ切りされた, 溶接)
フランジュ
フランジ付き接続は、ゲートバルブの業界標準です.
各バルブ端にはフラットがあります, ボルトとガスケットを介してパイプライン上の一致するフランジと交配する円形のフランジ.
この配置は、高い圧力や温度に耐えることができる漏れ密集シールを提供します, また、メンテナンスや検査のために迅速な設置と削除を許可しながら.
ねじ付き
ねじれた端 - 内部のいずれか (女性) または外部 (男) - 小さなボアバルブで一般的です (通常、≤dn 50). 彼らはすぐに提供します, ガスケットやボルトティングを必要とせずにシンプルなメイクアップ.
しかし, 彼らのサービスエンベロープは限られています: スレッド接続は、周期的な負荷で緩めたり漏れたりする可能性があります, 極端な温度, または高圧スイング, したがって、重要なまたは高圧システムには適していません.
溶接
溶接はバルブをパイプラインに永久に融合します。 (≤dnの場合 50) またはバットウェルド (大きいサイズの場合).
この方法は、非常に強いものを生成します, 高圧に最適なゼロリークジョイント, 高温, または安全性の高いサービス.
トレードオフはメンテナンスの複雑さです: 通常、除去にはパイプラインの切断と再溶接が必要です.
ステムのバリエーション: ライジングVS. 非上昇ステム; ネジの外 & ヨーク (OS&Y)
ライジング型vs. 非上昇茎
- ライジングステム: ステムスレッドはゲートを係合します, したがって、バルブが開くと、ステムが目に見えてボンネットの上に伸びています.
これは明確なものを提供します, バルブの位置のアットガランスの兆候 - 大規模な設置で価値がある場合、または迅速なステータスチェックが必要な場合. - 非上昇茎: 茎は固定された高さのままで、ボンネット内で回転します; ゲートは内部で動きます.
このコンパクトなデザインは、限られたスペースまたはオーバーヘッド配管に適しています, クリアランスの懸念を排除し、外部の危険から茎を保護する.
ネジの外 & ヨーク (OS&Y)
OS&yバルブは、ネジ糸が圧力境界の外部のままであるライジング系デザインのサブタイプです, 溶接ヨークによってサポートされています. 利点は含まれます:
- アクセス可能なメンテナンス: 露出したスレッドは清潔で潤滑されたままです, 梱包交換と潤滑の簡素化.
- 明確な位置表示: 露出したネジの移動は、ゲートの位置に直接対応します.
- 高圧機能: 一般に、大径またはクラスに指定されています 600+ 信頼できるインストール, 目に見える分離が重要です.
4. ゲートバルブの種類と分類
ゲートバルブは、さまざまな圧力に合わせて多様な構成に設計されています, 温度, およびメディアの特性.
ボディとディスクのデザインに基づいています
ゲートバルブは主にディスクのジオメトリと構造が異なります (ゲート) そして、そのディスクがボディシートとどのように相互作用するか.

固体 (剛性) ウェッジゲートバルブ
- ジオメトリ: シングル, 3°〜5°コーン角で機械加工されたテーパーディスク.
- シーリングメカニズム: ウェッジされたディスクが一致するテーパーシートに押し込まれているため、金属から金属への接触.
- 強み:
-
- 一定の温度サービスにおける例外的な耐久性.
- 最もシンプルな設計により、最も少ない漏れパスと最低の製造コストが得られます.
- 制限事項:
-
- 熱膨張またはシートの不整合に直面したときに、結合または妨害の影響を受けやすい; 作動トルクはまで上昇する可能性があります 30 %.
- 頻繁なサーマルサイクリングには理想的ではありません.
柔軟なウェッジゲートバルブ
- ジオメトリ: 1つ以上の軸方向スロットを備えた1ピースディスク (通常、1〜2カット) 0.5〜1 mmの屈曲を可能にします.
- シーリングメカニズム: テーパーの顔は、ディスクとボディの間の差動拡張の下でも完全な接触を維持します.
- 強み:
-
- シートの不整合または温度変動からの歪みを自動的に補正する (± 50 ℃).
- 均一なシーリング圧力を維持します, サーマルサイクリング下での漏れリスクの低下.
- 制限事項:
-
- 材料と機械加工コストがわずかに高い (約10〜15 % ソリッドウェッジの上のプレミアム).
- 非常にハイサイクルアプリケーションでは、曲げ疲労を考慮する必要があります.
スプリット (デュアル) ウェッジゲートバルブ
- ジオメトリ: スプリングでゆるく接続された2つの独立した半ディスク, ピン, またはタイロッド.
- シーリングメカニズム: それぞれの半分は、それぞれの座席に独立して揃っています, 均一な金属から金属への接触を確保します.
- 強み:
-
- シートの不完全性との誤りに耐えられます 1 シールを妥協することなくMM.
- 高圧に最適です (クラス600〜1500) 硬いウェッジがジャムする可能性のある高振動環境.
- 制限事項:
-
- 部品数と複雑さの増加; 予備の在庫とメンテナンス時間は2倍になります.
- スプリングまたはピンコンポーネントは、追加の潜在的な摩耗ポイントを導入します.
平行スライドゲートバルブ
- ジオメトリ: フラット, ディスクの平行面; 固有のテーパーはありません.
- シーリングメカニズム: 外部スプリングまたはシステム圧力ディスクを下流のシートに押し込みます; 機械加工された肩は、しばしば過剰な旅を防ぎます.
- 強み:
-
- ディスクの顔全体に均一な座席力, ゲートの位置に関係なく, 局所的なストレスと摩耗を減らす.
- 研磨サービスまたはスラリーサービスに適しています, 下のくさびの力が粒子の埋め込みと胆嚢を最小限に抑えるにつれて.
- 制限事項:
-
- 補助ハードウェアが必要です (スプリングまたはプレッシャーバランスポート), コストと潜在的なリークパスの追加.
- シーリングの完全性は、ばねの力または十分な微分圧力に依存します; 非常に低い圧力で確実に密閉されない場合があります.
圧力と温度の評価に基づいています
システムの最大動作圧力と温度の両方に一致するように、ゲートバルブを指定する必要があります.

標準は、参照温度でバルブの圧力能力を保証する離散「クラス」または「評価」を定義します (いつもの 38 ℃), その点を越えた許容圧力 - 温度エンベロープとともに.
正しい評価を選択すると、安全に保証されます, 予想されるすべてのサービス条件下でのリークフリーパフォーマンス.
一般的な評価基準
| 標準 | 指定 | プレッシャー @ 38 ℃ | 温度範囲¹ | 典型的な資料 |
| ANSI/ASME B16.34 | クラス 150 | ≤ 19 バー | –29°Cに 425 °C² | WCB, CF8M, WC6 |
| クラス 300 | ≤ 51 バー | –29°Cに 425 °C² | WCB, CF8M, WC6 | |
| クラス 600 | ≤ 124 バー | –29°Cに 425 °C² | WCB, WC6, CRMO | |
| クラス 900 | ≤ 196 バー | –29°Cに 550 °c³ | WC6, CRMO | |
| クラス 1500 | ≤ 258 バー | –29°Cに 550 °c³ | WC6, CRMO, 合金 625 | |
| クラス 2500 | ≤ 413 バー | –29°Cに 550 °c³ | 合金 625, デュプレックスSS | |
| ISO 5208 / pnから | pn 6 | ≤ 6 バー | 0 °Cに 120 ℃ | 延性鉄, PVC |
| pn 10 | ≤ 10 バー | 0 °Cに 120 ℃ | 延性鉄, PP | |
| pn 16 | ≤ 16 バー | –10°Cに 150 ℃ | 鋳鉄, WCB | |
| pn 25 | ≤ 25 バー | –10°Cに 200 ℃ | WCB, WC6 | |
| pn 40 | ≤ 40 バー | –10°Cに 225 ℃ | WC6, CRMO |
特殊目的ゲートバルブ

極低温ゲートバルブ
- デザイン機能: 拡張ボンネット (最大2×バルブの高さ) –196°Cの極低温から梱包を分離します; 低温合金 (A351 CF8M, ASTM A182 F304L).
- 重要なデータ: 漏れ≤ 1 ×10⁻7m³/s; 最大の熱収縮許容量 2 mm.
- ユースケース: LNG処理, 産業ガス分布.
高温ゲートバルブ
- デザイン機能: WC6またはCRMO合金ボディ, 評価されたグラファイト/金属パッキング 600 ℃, オプションの蒸気加熱ジャケット.
- 重要なデータ: クリープ強度≥ 30 MPAで 550 ℃; シートリーククラスIV (≤ 0.1 % 容量) 高さの温度で.
- ユースケース: 過熱した蒸気ライン, 精製炉.
研磨剤およびスラリーサービスバルブ
- デザイン機能: ハードフェイストリム (ステリテ, WC – COオーバーレイ), セラミック/PUのライニング, 1時間以内に交換可能な犠牲シートリング.
- 重要なデータ: 侵食率 < 0.05 MM/年 10 M/sスラリー速度; 人生の改善 > 5×強制されていないトリムを介して.
- ユースケース: マイニングテアリング, パルプ & 紙のストックライン, 砂質の水.
耐性耐性 / 裏地付きバルブ
- デザイン機能: PTFE/FEPライニングまで 3 厚さmm, ステンレス鋼またはハステロイが部品を濡らしました, 積極的な化学物質を処理するためのダブルリップパッキング.
- 重要なデータ: との互換性 98 % h₂so₄, 50 % ナオ; リークレート≤ 1 ×10⁻6m³/s.
- ユースケース: 酸/苛性投与, 塩素サービス, 医薬品CIPライン.
圧力均等なゲートバルブ
- デザイン機能: 内部バイパスチャネルは、ディスク全体の圧力を均等にします; バランスの取れたディスクデザインは、不均衡な閉鎖力を60〜80に減らします %.
- 重要なデータ: からの作動トルクの削減 5 000 nm to 1 000 dnのnm 600 クラス 900 バルブ.
- ユースケース: 大口径の水道本管, 高圧炭化水素パイプライン.
5. ゲートバルブの性能パラメーター
3つのキーパフォーマンスメトリックのゲートバルブの選択とサイジングヒンジ: 彼らがどのくらいの流れを通過します (CVと圧力降下),
彼らはどれほどきついか (漏れクラス), そして、それらを操作するのにどれだけの力またはトルクが必要ですか (作動要件).

圧力降下と流れ係数 (cv)
フロー係数 (cv):
米国の数として定義されています. 1分あたりガロン (GPM) での水の 60 °fはバルブを通過します 1 psi圧力降下.
典型的なCV値:
| バルブサイズ (dn/in) | KV (m3/h) | cv (gpm/ps^½) |
| dn 50 (2”) | 50–70 | 60–85 |
| dn 100 (4”) | 200–240 | 240–290 |
| dn 200 (8”) | 800–1 000 | 960–1 200 |
| dn 300 (12”) | 2 500–3 000 | 3 000–3 600 |
圧力降下:
ゲートバルブはフルボアです, したがって、ヘッドロス係数 (K) 完全に開いた位置では非常に低いです - 通常は0.03–0.08です.
例えば, dn 100 バルブの通過 20 水/hの水はΔp≈です 0.05 バー. 低いΔPは、大規模なパイプラインシステムのポンプエネルギーと運用コストを最小限に抑える.
漏れ率と緊張クラス
ANSI/FCI 70‑2リーククラス:
| クラス | 最大漏れ (% 1分あたりのバルブ容量の) |
| クラスI | ≤ 10 % |
| クラスII | ≤ 1 % |
| クラスIII | ≤ 0.1 % |
| クラスIV | ≤ 0.01 % |
| クラスv | ≤ 0.001 % |
| クラスVI | ≤ 0.00001 % |
- クラスIV -私たち バルブは重要なサービスに使用されます (例えば, 蒸気分離, 毒性または危険な液体).
- API 598 テスト:
-
- シェルテスト: バルブ本体は1.5×定格圧力に加圧されました, 漏れは許可されていません.
- シートテスト: バルブは定格圧力に対して閉じた (上流側), ANSI/FCIクラスあたりの許容漏れがあります (水または空気).
ソフトシート対. メタルシート:
- ソフトシート (PTFE, エラストマー) 多くの場合、低から中程度の温度でクラスVIの強さを達成します (< 200 ℃).
- 金属シート 正確な機械加工とライン圧力に依存して密封します, 通常、高温サービスのクラスIV.
操作トルクと作動方法
- 手動操作 (ハンドホイール):
-
- 必要なトルクは、バルブサイズとともに増加します, 圧力クラス, そしてシートの緊張.
- 典型的なマニュアルトルク:
| バルブサイズ (dn) | クラス 150 トルク (nm) | クラス 600 トルク (nm) |
| dn 50 | 15–30 | 30–60 |
| dn 200 | 150–250 | 300–450 |
| dn 600 | 800–1 200 | 2000–3000 |
- 電気アクチュエーター:
-
- 〜まで正確な制御とトルクを提供します 10 000 直径または高圧バルブのNM.
- 機能には、トルク/位置のフィードバックが含まれます, 可変速度, DCS/SCADAとの統合.
- 空気圧アクチュエーター:
-
- 圧縮空気を使用します (4–8バーの供給) ピストンまたはダイアフラムを駆動します, 高速操作とトルクを〜まで提供します 5 000 nm.
- フェイルセーフデザインで一般的です (春のリターン) 緊急シャットオフ用.
- 油圧アクチュエーター:
-
- 非圧縮性液を使用して、非常に高いトルクを生成します (5 000–20 000 nm) 極端な条件下での迅速なサイクリング.
- 電力または空軍が制限される可能性のあるリモートまたはオフショアの設置に適しています.
6. さまざまな業界にわたるアプリケーション
ゲートバルブの堅牢なオン/オフ分離, 双方向シーリング, そして、最小限の流れ抵抗により、それらは幅広いプロセス産業にわたって不可欠になります.

油 & ガス
上流:
- 坑口分離: ゲートバルブ (DN 50 – DN 150; クラス1500–2500) クリスマスツリーにポジティブなシャットオフを提供し、マニホールドを窒息させます, プレッシャーを処理します 345 バーとサワーサービス (h₂s) 条件.
- 掘削液制御: サイズdn 25 – dn 100 柔軟なウェッジディスクを使用すると、泥のリターンを調節し、ポンプを逆流から保護します.
中流:
- パイプラインブロック: 大量のDN 600 – DN 1200 クラス 600 バルブは、メンテナンスまたは豚のために20〜50 kmのパイプラインセクションを分離します.
バルブCVはしばしば超えています 3 000 の原油の流れに対応するため 10 000 m3/h. - コンプレッサーステーション & メータースキッド: クラス900〜1500バルブは、周期的圧力に耐えます (まで 100 サイクル/日) –40°Cからの温度 (冬) に +50 ℃ (夏).
下流:
- 製油所プロセスユニット: 耐食性トリムを備えたゲートバルブ (Hastelloy C ‑ 276, モネル) 高温を分離します (400 ℃) 原子炉飼料とナフサスタビライザーの底.
- LNG端子: 極低温ゲートバルブ (拡張ボンネット, ソフトシートオプション) -162°Cで動作すると、移動と保管中に漏れのない分離を確保する.
発電
蒸気サービス:
- ボイラー分離: ゲートバルブ (DN 100 – dn 500; クラス600–900; WC6/CRMOボディ, グラファイトパッキング) 100〜160バーの蒸気を処理します 520 ℃, バーナーコントロールとスーパーヒーターループに安全批判的なシャットオフを提供します.
- タービンバイパス & 排水線: 高統合クラス 1500 バルブは、緊急バイパスネットワークを分離します; クイックアクション空気圧アクチュエーターは近くにあります 5 旅行イベント中にタービンを保護する秒.
冷却水 & 凝縮性:
- コンデンサーの分離: DN 300 – DN 800 クラス150〜300鋳鉄またはカーボンスチールゲートバルブは、の流れを調節します 5 000–15 000 25〜40°Cでm³/h.
- メンテナンスバイパス: フランジエンドゲートバルブグリッド停止なしのコンデンサーチューブバンドルクリーニングを有効.
水と廃水の処理
原水摂取:
- 画面分離: 大径 (DN 800 – DN 2000) ダクタイル領土ゲートバルブ制御流量 10 000–30 000 貯水池からm³/h, クラス150〜300の評価があります 16 バー.
- ポンプステーションの分離: DN 150 – DN 400 バルブは多段階のポンプを保護します; 弾力性のあるオプションは、相互汚染を防ぐためにクラスVIシャットオフを提供します.
廃水 & 排水:
- スラッジライン: 耐摩耗性のトリム (タングステンカーバイドオーバーレイ) DN 100 – dnで 300 バルブは10〜30でスラリーに耐えます % 固体と速度まで 3 MS.
- UV消毒バイパス: DN 50 – DN 150 プラスチック線 (PVC/CPVC) ゲートバルブは、周囲温度で塩素とUVランプクーラント化学物質に抵抗します.
化学および石油化学処理
腐食サービス:
- 酸/アルカリ線: PTFE型のゲートバルブ (DN 15 – dn 200; PN 16 pn 40) ハンドル 98 % h₂so₄と 50 % naoh at 80 ℃, リークレート≤を達成します 1 ×10⁻⁶m³/s.
- 塩素 & クロロスルホン酸: Hastelloy C ‑ 276トリムとダブルリップグラファイトパッキングは、で完全性を維持します 120 °Cおよび 20 バー.
炭化水素プロセス:
- 反応供給分離: ステンレス鋼のクラス 600 バルブは、c₄/c₅原料を原子炉に分離します 200 ℃, 蒸気の漏れと環境排出量を最小化します.
- グリコール再生ユニット: フレキシブルウェッジクラス 300 DN 50〜DNのバルブ 150 サイズは処理します 200 °Cは、固体を備えた豊富なグリコール.
7. 利点 & ゲートバルブの短所
利点
- 最小限の圧力損失
全開時, ゲートは完全に格納されます, 0.03–0.08という低いヘッドロス係数を備えたストレートスルーフローパスを提供する.
これは、無視できるΔpに変換されます, 高速システムでのポンプエネルギーと運用コストの削減. - ポジティブ, 双方向シャットオフ
ウェッジタイプのゲート (固体, 柔軟または分割) 金属から金属への接触圧力を生成します
それはライン圧力とともに増加します, 両方のフロー方向にANSI/FCIクラスIV – VIの緊張を提供する - メンテナンスまたは緊急事態中の安全な分離に必須. - 幅広いメディアの互換性
鋳鉄や炭素鋼からデュプレックスステンレスおよび特別な合金まで材料で入手可能, ゲートバルブは液体を収容します, ガス, 広いpHおよび温度スペクトルを横切ってスラリーします (–196°Cに +600 ℃). - スケーラブルなサイズと評価
DNから製造 10 dnに 2000 と評価されたANSIクラス 150 を通して 2500 (またはPN 6 – pn 40), ゲートバルブは、小さな計装ラインから大きなボアパイプラインブロックバルブまで、すべてに適しています. - 耐久性 & 低ライフサイクルコスト
単純な内部で (8–12の主要な部品), 簡単にアクセスできるフランジ型の端, 交換可能な座席,
適切に維持されているゲートバルブは超えることができます 20 断続的な隔離の役割における年のサービス.

短所
- フロー規制を目的としていません
部分的な開口は、流体を加速する狭いスロットを作成します, 乱流を引き起こします, 振動, 加速シート/ゲート侵食 - CVはまでにドロップできます 30 % 繰り返しスロットリングサイクルの後. - 操作が遅い & 高トルク
大型または高圧バルブは、完全にストロークするために20〜60ターンを必要とする場合があります, 閉鎖トルクは数千nmを超える可能性があります。迅速またはリモートアクチュエーションのために、ギアボックスや駆動型アクチュエーターを必要としません. - かさばるフットプリント
特にRising -STEMまたはOSで&Yデザイン, ゲートバルブは、かなりの垂直クリアランスを必要とします (まで 400 MMステムトラベル) DN≥でトンを超える重さがあります 600 MMサイズ, 構造サポート要件の増加. - 専門デザインの前払いコストが高くなります
特別な合金, フレキシブルウェッジまたはスプリットウェッジトリム, および高統合シート (柔らかいまたは金属) 10〜30のコマンドプレミアム % よりシンプルなバルブタイプ, メンテナンスの削減とサービス寿命が長くなることでしばしば相殺されますが.
8. インストール, 手術, およびメンテナンス
インストール & 位置合わせ
- 検査 & 向き: バルブと内部が損傷を受けていてクリーンであることを確認します. パイプラインの方向を一致させるフロー矢印でインストールします.
- フランジ付きの端: 表面を平行に並べます (< 0.5 mm), ボルトでは、十字架トルクパターンを使用します.
- ねじ/溶接端: スレッドに適切なシーラントを適用します; バットまたはソケットウェルドジョイントの認定溶接機をエンゲージします.
- サポート: バルブの近くのブレース配管 (直径1〜1.5×バルブ内) 体のストレスと不整合を防ぐため.
起動する, シャットダウン & スロットリング
- 遅いサイクリング: 1〜2分で開閉/閉じます (小さなバルブ) または3〜5分 (大きい) ウォーターハンマーとシートの衝撃を避けるため.
- フルストロークのみ: 常に完全に開いたり閉じたりするゲートバルブを常に操作します. フロー制御用, グローブまたはコントロールバルブを直列に取り付けます.
- 圧力均等化: 高微細な線で, サイクリングする前に、バイパスまたはイコライズバルブを使用して圧力のバランスをとる.
検査 & トラブルシューティング
- ビジュアルチェック: 梱包時の漏れについては毎月検査します, ボンネット, と終わり.
- トルクモニタリング: 注意してください > 10 % 増加 - シートウェアを示します, デブリ, または腐食.
- 梱包サービス: レトルクグランドナットから仕様; 浸透または劣化の最初の兆候で梱包を交換します.
- 一般的な救済策:
-
- 漏れ: ラップまたはマシンシート; 梱包を更新します.
- スティックゲート: フラッシュデブリ, サイクルバルブ, 腐食を検査します.
- 高トルク: クリーン/潤滑ステムスレッド; シートを再調整するか、摩耗した部品を交換します.
ライフサイクルコスト & 信頼性
- コストの内訳: 最初の購入≈ 40%, インストール≈ 10%, メンテナンス≈ 30%, ダウンタイム≈ 20%.
- 長寿 & ROI: 前払いコストは高くなるかもしれません, 適切に指定されたゲートバルブは、特に予防保守と品質の材料を使用して、15〜20年にわたって隔離サービスを超える代替案よりも優れています。.
9. 規格, コード & 規制の遵守
ゲートバルブデザイン, 製造, テスト, ドキュメントは、安全を確保するために認識された基準と規制に準拠する必要があります, 信頼性, および法的コンプライアンス.
国際規格
- ASME B16.34「バルブ - フランジ, ねじ付き, そして溶接の終わり」
圧力と温度の評価を定義します, 材料, 寸法, 公差, マーキング, ゲートの検査要件 (その他) クラス150〜2500のバルブ. - API 600 「スチールゲートバルブ - 膨らみ、尻吸い込みの終わり」
金属シートの要件を指定します, オイルで使用されるボルトボネットスチールゲートバルブ, ガス, および石油化学サービス, 材料を含む, デザイン, 検査, およびテスト. - ISO 5208 「工業用バルブ - 圧力テスト」
シェルを標準化します, シート, バルブクラスのさまざまなクラスの後部座席テスト手順と許容漏れ率 (a – f), 世界中で一貫したパフォーマンス検証を確保します.
地域 & 業界コード
- ペド (2014/68/欧州連合)
ヨーロッパの圧力機器指令は、重要な安全要件を義務付けています, 適合性評価手順, 上記の加圧機器のCEマーキング 0.5 バー, ゲートバルブを含む. - ASME B31.3「プロセス配管」
デザインを管理します, 製造, 組み立て, 化学物質中の配管システムの検査, 石油, 関連産業; 参照バルブ標準圧力の完全性と材料互換性の標準. - API 6D「パイプラインバルブ」
カバーデザイン, テスト, およびオイルのパイプライン輸送で使用されるバルブのドキュメント, ガス, および炭化水素, 逃亡排出とサイクルテストの追加要件があります. - 生まれたMR0175/ISO 15156
酸っぱいサービスのために材料と腐食制御を指定します (H₂S環境), 硫化物ストレスの亀裂を防ぐために、資格のある合金と硬度制限を義務付ける.
10. 他のバルブとの比較
| 特徴 | ゲートバルブ | グローブバルブ | ボールバルブ | バタフライバルブ |
| 流れ抵抗 | 非常に低い (K≈0.03–0.08) | 適度 (K≈5–10) | 非常に低い (K≈0.05–0.1) | 低モデレート (K≈0.2–0.5) |
| スロットリング | お勧めしません | 素晴らしい | 公平 (キャビテーションリスク) | 良い (しかし、非線形cv) |
| シャットオフの緊張 | クラスIV -私たち (金属/ソフトシート) | クラスIV – V (金属シート) | クラスVI (ソフトシート) | クラスIV -私たち (ディスクに応じて) |
| 双方向 | はい | いいえ | はい | はい |
| 操作速度 | 遅い (20–60ターン) | 遅い (15–40ターン) | 非常に速い (¼〜½ターン) | 速い (¼〜½ターン) |
| サイズ範囲 | DN 10 – DN 2000+ | DN 10 – DN 800 | DN 2 – DN 300 | DN 50 – DN 2000 |
| 圧力評価 | ANSI 150–2500 / PN 6-PN 40 | ANSI 150–900 / PN 6-PN 40 | ANSI 150–600 / PN 6-PN 25 | ANSI 150–600 / PN 6-PN 40 |
| 料金 (DNごと) | 適度 | 高い | 高い | 低い |
| メンテナンス | 適度 (パッキング, 席) | 高い (多くの部分) | 低い (いくつかの部分) | 低い (いくつかの部分) |
| フットプリント & 重さ | 大きなサイズが大きくて重い | かさばり | コンパクト | コンパクト |
11. 結論
ゲートバルブは、堅牢な構造により、世界中の流体処理システムの重要なコンポーネントのままです, タイトなシャットオフ機能, 圧力と温度レジーム全体の汎用性.
デザインのニュアンスを理解することにより, 材料の選択, そして、メンテナンスのベストプラクティス、そして業界の基準を順守することにより、エンジニアはバルブのパフォーマンスと寿命を最適化できます.
デジタル統合として, 先端材料, 添加剤の製造業は業界を再構築します, ゲートバルブは進化し続けます, 次世代の安全を支える, 効率的, 信頼できるプロセスシステム.
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