江蘇華フィルター水力工業有限公司
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バルブ材料の完全ガイド: タイプ、特性、および選択

2025-09-08
バルブ材質ガイド

蛇口をひねったり、発電所から蒸気が出てくると、水、ガス、その他の流体の流れを制御するためにバルブが舞台裏で動作しています。しかし、これらのバルブが極度の圧力、熱、腐食性化学薬品に耐えられるほど強力なのはなぜでしょうか?答えは、適切なバルブ材料を選択することにあります。

バルブ材料とは何ですか?なぜ重要ですか?

バルブ材料は、工業用バルブの製造に使用されるさまざまな種類の金属、プラスチック、その他の物質です。バルブの材質の選択は、作業に適した工具を選択するようなものだと考えてください。広葉樹に釘を打ち込むのにプラスチックのハンマーを使用することはありませんし、強酸が満たされたシステムでスチール製のバルブを使用することもありません。

材料の選択を誤ると、次のような問題が発生する可能性があります。

  • バルブの故障とコストのかかる停止
  • 漏れによる安全上の危険
  • 高額な修理や交換
  • 環境被害

そのため、バルブの材料を理解することは、エンジニア、メンテナンス チーム、および産業システムを扱うすべての人にとって重要です。

バルブの主要部品と必要な材料

特定の材料に入る前に、バルブのどの部分にさまざまな材料が必要かを理解しましょう。

バルブ本体

これはすべてをまとめるメインのハウジングです。高圧に耐えるのに十分な強度が必要です。バルブのバックボーンと考えてください。

内部コンポーネント (トリム)

これらは、ディスク、シート、ステムなど、バルブ内の可動部品です。流れる流体に直接触れるため、すぐに腐食したり摩耗したりしない材料が必要です。

シール要素

漏れを防ぐガスケットやパッキンです。柔軟性と耐薬品性が必要です。

金属バルブの材料: 主力製品

金属は強度、耐久性、コスト効率の最良の組み合わせを提供するため、ほとんどのバルブは金属で作られています。

炭素鋼: 予算に優しい選択

それは何ですか:鉄と炭素の混合物(通常炭素は 2% 未満)

強み:

  • 非常に強力 (最大 2,500 PSI の圧力に耐えることができます)
  • 比較的安価
  • 機械加工や溶接が簡単
  • -20°F ~ 800°F の温度に適しています

弱点:

  • 保護していないと錆びやすい
  • 腐食性の化学薬品には不向き

最適な用途:水道システム、蒸気ライン、石油およびガスのパイプライン

ステンレス鋼: 腐食との戦い

それは何ですか:クロム(10.5%以上)および他の元素を混合した鋼

人気のあるタイプ:

  • 304 ステンレス鋼:あらゆる面で優れた耐食性
  • 316 ステンレス鋼:優れた耐薬品性、特に塩水や酸に対する耐性
  • 316L:溶接が容易な低炭素バージョン

強み:

  • 優れた耐食性
  • 極端な温度 (-400°F ~ 1,500°F) にも対応可能
  • 強くて耐久性のある
  • 食品に安全で衛生的

弱点:

  • 炭素鋼より高価
  • 特定の化学薬品では依然として腐食する可能性がある

最適な用途:化学プラント、食品加工、海洋環境、医薬品

鋳鉄: 伝統的な選択

それは何ですか:炭素含有量が多く、形を作りやすい鉄

種類:

  • ねずみ鋳鉄:安いけど脆い
  • ダクタイル鋳鉄:より強く、より柔軟に

強み:

  • 非常に費用対効果が高い
  • 低圧用途に適しています
  • 自然な耐摩耗性

弱点:

  • ストレスで突然壊れることがある
  • -320°F ~ 400°F で動作します
  • 高圧システムには適さない

最適な用途:配水、HVAC システム、低圧蒸気

珍しい合金: スペシャリスト

極端な条件では、特別な合金が必要になります。

ハステロイ

ニッケル、モリブデン、クロムが含まれています。フッ化水素酸などの最も攻撃的な化学物質に最適です。

モネル

海水やフッ酸に優れたニッケル銅合金。

チタン

軽量でありながら驚くほど強度があり、耐食性にも優れています。海水の淡水化や化学処理に使用されます。

非金属バルブ材料: 化学抵抗器

バルブの構造では金属が主流ですが、特に腐食性の高い環境では非金属も重要な役割を果たします。

安いけど脆い

PVC(ポリ塩化ビニル)

  • 酸と塩基に最適
  • 温度制限:約140°F
  • 非常に経済的
  • 水処理に最適

PTFE(テフロン)

  • ほぼすべての化学物質に対する耐性
  • -320°F ~ 400°F で動作します
  • 非常に滑りやすい表面により摩擦が軽減されます
  • 高価ですが、刺激の強い化学薬品にはそれだけの価値があります

PVDF

  • 優れた耐薬品性
  • PVCよりも高い耐熱性
  • 半導体や化学産業で使用される

ゴムおよびエラストマーシール

NBR(ニトリル)

  • オイルや燃料との相性が抜群
  • 温度範囲: -65°F ~ 200°F
  • 日光やオゾンが苦手

EPDM

  • 蒸気や熱水に最適
  • 優れた耐候性
  • 油との相性が悪い

バイトン (FKM)

  • 高性能エラストマー
  • 極端な温度や化学薬品の取り扱い
  • 高価だが非常に信頼性が高い

適切なバルブ材質の選び方

バルブ材料の選択は推測ではなく、体系的なプロセスです。

ステップ 1: 動作条件を知る

流体の種類: バルブを流れるものは何ですか?

  • 水(炭素鋼またはステンレス鋼)
  • 酸 (ステンレス鋼または特殊合金)
  • オイル (適切なシールを備えた炭素鋼)
  • 蒸気(炭素鋼またはステンレス鋼)

温度: どれくらい暑いか寒いか?

  • 室温: ほとんどの材料が機能します
  • 高熱 (800°F 以上): 特殊な合金が必要
  • 極寒地:ステンレスで強度を維持

圧力:どれくらいの力ですか?

  • 低圧 (150 PSI 以下): プラスチックまたは鋳鉄 OK
  • 高圧 (600 PSI 以上): 強力な金属が必要

ステップ 2: 化学的適合性を考慮する

ここで、多くの人が損害の大きい間違いを犯します。材料の強度は十分であっても、化学的に適合しない場合があります。例えば:

  • 塩素ガスは、特定の合金を除くほとんどの金属を攻撃します。
  • 強酸にはステインが必要です
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