Globe Valve vs Gate Valve - 包括的な比較

1. 導入

グローブバルブvsゲートバルブ 産業用流体制御における最も一般的な比較の1つです, 両方のバルブタイプは、分離と規制のためにパイプラインに広く適用されているため.

彼らは同じ広い目的を共有していますが、液体の流れを制御する, ガス, または蒸気 - その内部形状, シーリング方法, 運用特性は大きく異なります.

2つを選択するには、フロー効率などの要因を慎重に評価する必要があります, シーリングパフォーマンス, 作動速度, ライフサイクルコスト, および業界固有の要件.

選択が悪いと、運用コストが増加する可能性があります, 信頼性を低下させます, 安全性を妥協します.

2. グローブバルブとは何ですか?

あ グローブバルブ 主に設計された線形モーションバルブの一種です 調節とスロットリングの流れ.

その名前は、初期のデザインの球状の体型に由来します, ただし、最新のグローブバルブもまっすぐに使用できます, 角度, またはy-pattern構成.

ゲートバルブとは異なります, 完全なシャットオフを目的としています, Globe Valvesは、制御の提供に優れています, 比較的短いストロークの動きを伴う可変フロー.

グローブバルブは一般的に使用されます 蒸気システム, 化学処理, 発電, および水処理 - 圧力または流れの正確な制御が必要です.

動作原理

グローブバルブの操作はに基づいています ディスクの垂直動き (プラグ) 静止シートに対して.

• バルブディスクは、ハンドホイールまたはアクチュエータが回転すると直線的に移動するステムに接続されています.
• ディスクが下げられたとき, シートを押します, ブロッキングフロー.
• ディスクが上がると, フローはディスクとシートの間のスペースを通過します, これにより、曲がりくねったS字型パスが作成されます.
• 開く程度は、フローの量と直接相関しています, グローブバルブに適切なスロットリングの精度を与えます.

このジオメトリはより高く導入されます 流れ抵抗 (圧力降下) ゲートバルブと比較しますが、提供します 優れた制御精度.

主な特長

• フロー制御の精度: グローブバルブは、正確な規制を提供します, フロー係数付き (cv) これにより、増分調整が可能になります.
  例えば, 6インチのグローブバルブは、±5％以内の制御精度を実現できます.
• シーリングオプション: で利用可能 金属間の座席 高温サービス用 (まで 650 ℃) または ソフトシートデザイン (PTFE, エラストマー) 低圧システムのバブルタイトシャットオフ用.
• 汎用性の高い構成: ストレートパターン (標準), 角度パターン (90°フローターン, フィッティングを減らします), およびy-pattern (低圧降下).
• サイズ範囲 & 評価: 通常、製造されます ½インチまで 24 インチ, からの圧力クラスがあります ANSIクラス 150 クラスまで 2500.
• メンテナンス: ディスクとシートは、交換のために比較的簡単にアクセスできます, シート侵食が一般的な発電所でグローブバルブを人気にします.

3. ゲートバルブとは何ですか?

あ ゲートバルブ 提供するように設計された線形モーション分離バルブです 流体の流れのオン/オフ制御.

グローブバルブとは異なり, スロットリング用に最適化されています, ゲートバルブはそうすることを目的としています 完全に開いているか、完全に閉じています.

それらの決定的な機能は、フラットまたはウェッジ型のゲートです (ディスク) それは流体を停止するために垂直に流れの経路に移動します.

ゲートバルブは広く使用されています 油 & ガスパイプライン, 地方自治体の配水, 発電所, 一般プロセス産業 フルボアフローと最小限の圧力降下が必要な場合.

動作原理

ゲートバルブは、aを上げたり下げたりすることで動作します ウェッジまたはパラレルディスク 2つのシートリングの間:

• ハンドホイールまたはアクチュエータが回転するとき, ステムはゲートを移動します 上向き, フローパスから完全に撤回します.
  完全に開いた位置で, ボアは遮るものではありません, 無視できる抵抗で流れを可能にします.
• 閉じたとき, ゲートは座席に押し込まれます, 通路をブロックし、隔離を確保します.
• ゲートバルブはそうです スロットリングにはお勧めしません, 部分的な開口部がゲートとシートを高速流体にさらしているとき, 振動を引き起こします, 浸食, シーリングダメージ.

2つのメインディスクデザインがあります:

• 平行ディスク ゲートバルブ (平行座席間の平らなゲート).
• ウェッジゲートバルブ (より良いシートの緊張と誤整形の耐性を提供する固体または柔軟なウェッジ).

主な特長

• 最小限の流れ抵抗: 完全に開いた位置で, ストレートスルーボアにより、圧力降下がゼロに近づきます (フロー係数CVは、同じサイズのグローブバルブよりも大幅に高くなっています).
• 双方向サービス: ゲートバルブは通常、どちらの方向からも圧力に対して密封することができます, 複雑な配管レイアウトの分離に適したものにします.
• サイズ範囲 & 評価: 一般的に利用可能です 2 インチまで 60 インチ 以上, からの圧力評価があります ANSIクラス 150 クラスに 2500, それらを好みの選択肢にします 大径パイプライン.
• 操作が遅い: ゲートバルブは、完全に開閉するためにステムの複数回転が必要です, 迅速な操作が必要な場合、それらを適切にしません.
• シーリングパフォーマンス: 通常、会うように設計されています API 598 漏れ基準, ただし、通常、タイトなシャットオフクラスでは利用できません (グローブや柔らかい座席のあるボールバルブのようなクラスVIバブルタイト).
• メンテナンスの考慮事項: 体の大きさが大きいため、シートとウェッジの交換は複雑になる可能性があります, スロットリングに不適切に使用すると、侵食または胆汁が発生する可能性があります.

4. デザイン & Globe Valve vs Gate Valveの内部ジオメトリ

間の最も基本的な区別 グローブバルブ そして ゲートバルブ 彼らの中にあります 内部フローパスとディスクデザイン, 圧力降下に直接影響します, 封印, および動作の適合性.

グローブバルブデザイン & ジオメトリ

• フローパス: グローブバルブで, 液体は方向を変えなければなりません - 最初は座席を通って下向きに、次に上に戻ります - より曲がりくねった流れの経路で反映します.
• ディスク/プラグの形状: 閉鎖要素は通常aです プラグ, ディスク, またはコーン 流れに垂直なシートリングに押し付けます.
• シートオリエンテーション: 座席が配置されています 水平に, グローブバルブをスロットリングと頻繁な操作に適したものにします.
• 茎の動き: ステムは直線的に移動します, ゲートバルブに比べて比較的短い移動があります (ボアサイズの約25〜30％).
• 構造的意味: コンパクトフローチャンバーはより高い圧力損失を作成しますが、より細かい流れを制御できます.

ゲートバルブデザイン & ジオメトリ

• フローパス: ゲートバルブの流れの通路はです ストレートスルー. 全開時, ゲートは完全に流れがありません, ほぼゼロの圧力降下を提供します.
• ディスク/ウェッジの形状: 閉鎖要素はaです ウェッジまたはスラブゲート 2つの垂直シート間で低くなります.
• シートオリエンテーション: 座席はそうです 垂直および平行 フローパスへ.
• 茎の動き: 茎の移動は大きく、バルブの完全なボアに平等です (100% ボアサイズの) - 操作が遅くなりますが、完全な遮るもののない流れが確保されます.
• 構造的意味: 長い茎の旅行のために背の高いヨークとボンネットが必要です; 低流量抵抗のためにコンパクトさが犠牲になります.

5. フロー特性 & 油圧パフォーマンス

の フローダイナミクス バルブの場合、それがどれだけ効果的に調節できるかを決定します, スロットル, またはプロセス流体を分離します.

グローブバルブとゲートバルブの内部ジオメトリは、明確な油圧挙動を作成します.

グローブバルブフロー特性

• リニア / 等しいパーセントフロー制御: グローブバルブは、茎の移動と流量の間にほぼ線形または等しい割合の関係を提供します, それらを適切にする 変調およびスロットルサービス.
• 圧力降下: シート全体の流れ方向の急激な変化のため, グローブバルブは、比較的高い圧力損失を生成します.

• • 6インチクラス 300 グローブバルブはaを示す場合があります 2.5〜3.5 psiの圧力降下 100 GPM, 以下と比較して 1 同じサイズのゲートバルブのpsi.

• cv (フロー係数): バルブサイズあたりCVが低い (ゲートバルブの約30〜60％) - 最大フローを制限しますが、部分的なオープン条件での精度の向上.

ゲートバルブフロー特性

• オンオフの動作: ゲートバルブは、スロットリングではなく分離用に設計されています. ウェッジゲートは、完全に開くと、ほぼ遮るもののない流れを提供します.
• 最小限の圧力降下: ストレートスルーボアで, 油圧抵抗は、同じサイズのパイプとほぼ同等です.

• • 例えば, 通常、完全に開いた6インチゲートバルブには、aがあります 圧力降下 <0.5 psi at 100 GPM.

• 貧弱なスロットリングの適合性: ゲートバルブを操作すると、部分的に開いていると乱流がつながります, キャビテーション, およびシート/ゲート侵食.
• CV値: 非常に高いCV値 (公称パイプサイズの約90〜100％) 最小限のフロー制限を必要とするシステムに最適なゲートバルブを作成する.

6. シーリングパフォーマンス & 漏れクラス

バルブが維持する能力 タイトシール プロセスの安全性にとって重要です, 製品品質, と効率.

グローブバルブvsゲートバルブは、さまざまな方法でシーリングを実現します, 漏れのパフォーマンスと特定のサービスの適合性に影響を与えます.

グローブバルブシーリング

• シートツーディスクの連絡先:
  グローブバルブは使用します シートリングを押すディスク. 接触領域が小さく、シーリング力が濃縮されているため, グローブバルブが達成できます 高品質のシャットオフ.
• 漏れクラス:

• • 会うことができる ANSI/FCI 70-2 クラスIVまたはv (産業用タイトなシャットオフ).
  • ソフトシートまたはエラストマーインサート付き, 一部のグローブバルブが実現できます クラスVI (バブルタイトシャットオフ).

• 双方向シーリング:
  ほとんどのデザインは一方向です (下流側の圧力のために最適化されています), しかし、ダブルシートの配置を備えた特定のデザインは、双方向のシーリングをサポートしています.
• スロットリング & 着る:
  グローブバルブはよく使用されるためです スロットリングサービス, 時間の経過とともにシートウェアは漏れの増加につながる可能性があります.
  StelliteやTungsten Carbideコーティングなどの硬い顔の材料は、寿命を改善するためにしばしば適用されます.

ゲートバルブシーリング

• ウェッジゲートの連絡先:
  シーリングはの間で発生します ゲート (ウェッジ/ディスク) そしてシートリング. タイトシャットオフは、適切なウェッジアライメントと座席力に依存しています.
• 漏れクラス:

• • 通常、達成します クラスIIIまたはIV メタルシートバージョンのシャットオフ.
  • ソフトシートまたは回復力のあるウェッジゲートバルブが到達できます クラスVまたはvi, しかし、これらは高圧サービスではあまり一般的ではありません.

• 双方向性能力:
  ほとんどのゲートバルブは当然です 双方向, どちらの方向にも流れに対してシールすることができます.
• 制限事項:
  部分的に開いた位置で, フローはシーリング表面に直接衝突します, 侵食につながります シートリーク 時間とともに. このため, ゲートバルブは、スロットリングサービスには適していません.

アプリケーションの意味

• グローブバルブ どこで好まれています リークタイトパフォーマンスとフロー変調 不可欠です, 蒸気分離など, 凝縮液制御, および化学飼料システム.
• ゲートバルブ で好まれています オンオフ分離サービス, 特にパイプラインで, 配水量, そして油 & ガス伝達, どこ 漏れが最小限の双方向シャットオフ 十分です.

7. 動作速度, 作動 & オートメーション

8. 圧力 - 温度能力 & 重要な考慮事項

バルブの選択を説明する必要があります 動作圧力, 温度, および材料の互換性, これらの要因は安全性に直接影響するためです, 耐久性, そしてサービス生活.

グローブとゲートバルブは、P -T極端な下での設計許容度と材料の挙動が異なります.

プレッシャー & 温度評価

重要な考慮事項

• グローブバルブ:

• • 材料の選択はに依存します 腐食, 浸食, そして耐摩耗性, 特にスロットリングまたは高速流の場合.
  • 一般的な合金: 炭素鋼, ステンレス鋼 (304/316/316L), デュプレックス, ニッケル合金 (ハステロイ, モネル) 積極的な化学物質用.
  • シール & 座席: 金属間または柔らかい座席 (PTFE, 黒鉛, エラストマー) 広いP -T範囲を処理する.

• ゲートバルブ:

• • 主に設計されています フルボア, 低耐性の流れ.
  • 材料: 炭素鋼, ステンレス鋼, ブロンズ, 合金鋼.
  • 座席: 金属シートが高圧を支配しています, 高温サービス; 低圧に使用される柔らかいシート, タイトなシャットオフ.

9. 耐久性 & メンテナンス

• グローブバルブ: 摩耗は、スロットリングのためにシート/ディスクインターフェイスで発生します, ステムでの梱包摩耗. バルブ本体を取り外さずにトリムを維持しやすい.
• ゲートバルブ: 固体からのジャミングに対して脆弱です, スロットされたときのシート侵食, および茎の腐食. メンテナンスには、ボンネットの分解が必要になり、時には体の除去が必要です.

サービスライフ

• グローブバルブ: 10中程度のサービスで20年, メンテナンスなしで侵食/スロットルアプリケーションで短い.
• ゲートバルブ: 15–分離サービスの25年, しかし、サービス寿命は、部分的な開口部または高速流体条件下で劇的に減少します.

10. Globe Valve vs Gate Valveの典型的な業界アプリケーション

グローブバルブとゲートバルブ間の選択は依存します フロー制御要件, プレッシャー, 温度, および運用頻度.

グローブバルブアプリケーション

グローブバルブが優れています フローレギュレーション, スロットリング, 頻繁な操作.

それらの設計により、流体の流れと圧力の低下を正確に制御できます, 変調が必要なシステムに適したものにします.

主な用途:

• 蒸気制御システム: ボイラー給水および暖房システムの正確な流れと圧力調節.
• 化学および石油化学植物: 正確な投与, 腐食性または高温液を調整します.
• HVACおよび地区暖房: 大型配管ネットワークの温度と圧力制御のためのバルブの変調.
• 水処理プラント: ろ過のためのフロー制御, 化学注入, および投与アプリケーション.
• エネルギーと発電所: 給水規制, 冷却水の流れ, およびタービンバイパスシステム.

ゲートバルブアプリケーション

ゲートバルブは主に使用されます オン/オフ分離 完全に開いたときの圧力低下が最小限に抑えられます.

それらは、流れ変調が必要ない大口径のパイプラインやアプリケーションに適しています.

主な用途:

• 油 & ガスパイプライン: メインラインの分離, ポンプステーション, および粗輸送.
• 配水量 & 廃水: 大口径の主電源と処理プラントの分離バルブ.
• 発電: 冷却水の分離, スチームヘッダー, および燃料ライン.
• 産業プロセスライン: 化学物質の非投与分離, 圧縮空気, またはガスパイプライン.
• 海洋 & 造船: バラスト水と燃料分離システム.

11. 比較概要表 - グローブバルブvsゲートバルブ

12. 結論

両方 グローブバルブ 対 ゲートバルブ 産業用配管システムでは不可欠です, しかし、彼らの役割は大きく異なります.

グローブバルブは、正確なフロー調節と高圧の信頼できるシャットオフのための頼りになるソリューションです, 高温, およびプロセスのような環境.

ゲートバルブ, 対照的に, 最小限の圧力低下が不可欠である大径の隔離業務にとってより経済的でエネルギー効率が高い.

正しい選択は、アプリケーションが優先順位を付けるかどうかによって異なります 制御精度 または フロー効率.

エンジニアとプラント設計者は、ライフサイクルコストの重量を量る必要があります, プロセスのニーズ, 最適なパフォーマンスと信頼性を確保するための動作条件.

 

よくある質問

ゲートバルブをスロットリングに使用できますか?

いいえ - 特に開いたゲートバルブは、乱流とキャビテーションを作成します, サービスの寿命を減らす 70% 流れの不安定性を引き起こします (±20〜30％の偏差).

スロットリング用のゲートバルブを使用する精製所は、グローブバルブを使用した植物よりも3倍のシート障害を経験しました.

ソフトシートグローブバルブの最高温度はどれくらいですか?

ソフトシート (PTFE) グローブバルブは≤260°Cに制限されています. より高い温度の場合 (260–650℃), Stelliteを備えた金属製のグローブバルブを使用します 6 トリム.

650°C以上, 金属製のゲートバルブが推奨されます (PTFEは劣化します, グローブバルブの圧力低下は非効率的になります).

どのバルブがオイルパイプラインの費用対効果が高いか?

ゲートバルブ - 10年のTCO ($29,000 12インチの場合) は 28% グローブバルブよりも低い ($40,000).

ゲートバルブの低圧ドロップが節約されます $120,000 毎年、ポンプエネルギーコスト, より高い前払いのダウンタイムコストを相殺します.

海水のような腐食性液に適したゲートバルブです?

はい - デュプレックスを使用します 2205 または金属間シールを備えた316Lゲートバルブ.

デュプレックスを使用した海洋プラットフォーム 2205 ゲートバルブは、海水で10年間のサービス寿命を達成しました, 腐食なし (腐食率 <0.001 MM/年). ソフトシートゲートバルブを避けてください (シールは塩水で劣化します).