極低温アプリケーションではゲートバルブを使用できますか？

産業流体制御の領域では、極低温アプリケーションでゲートバルブを使用できるかどうかの問題が重要なものです。ゲートバルブサプライヤーとして、非常に低い温度環境に対するゲートバルブの適合性に関する多くの問い合わせに遭遇しました。このブログ投稿の目的は、このトピックを掘り下げて、極低温設定でゲートバルブを使用する技術的側面、利点、制限、および実際の世界アプリケーションを調査することを目的としています。

極低温アプリケーションの理解

極低温アプリケーションには、通常、-150°C（-238°F）を下回る非常に低い温度で作業することが含まれます。これらの用途は、液化天然ガス（LNG）生産と貯蔵、空気分離プラント、科学研究などの産業で一般的です。このような低温では、材料とコンポーネントは通常の動作条件と比較して異なる動作をします。たとえば、金属は脆くなる可能性があり、シールとガスケットの特性は大幅に変化する可能性があります。

ゲートバルブ：概要

ゲートバルブは、産業用途で最も一般的に使用されるバルブの1つです。それらは、流体の流れを制御するためにバルブ本体の内側にゲートまたはウェッジを上げたり下げたりすることで動作します。ゲートが完全に上げられると、バルブが開いており、遮るもののない流れが可能になります。ゲートが完全に下げられると、フローパスをブロックし、バルブをシャットダウンします。ゲートバルブは、バルブが開いているときに圧力降下を最小限に抑える完全なデザインで知られています。これにより、抵抗が最小限のフローが必要なアプリケーションに適しています。

BS5163 Gate Valve BS5163

極低温用途向けのゲートバルブの適合性

利点

フル - ボアデザイン：ゲートバルブのフルボア設計は、極低温アプリケーションで大きな利点です。極低温システムでは、滑らかで遮るもののない流れを維持することは、システムを詰まらせる可能性のある氷または固体粒子の形成を防ぐために重要です。ストレート - ゲートバルブのフローパスを通過すると、そのような閉塞のリスクが低下します。
ポジティブシャット - オフ：ゲートバルブは正のシャットを提供します - これは極低温アプリケーションで不可欠です。極低温液を処理するシステムでは、漏れは重大な安全上の危険と製品の損失につながる可能性があります。適切に設計および設置されたゲートバルブによって提供されるタイトシールは、漏れを防ぐのに役立ちます。
低圧降下：前述のように、ゲートバルブは、完全に開いたときに圧力低下が低くなります。極低温システムでは、効率的な動作を確保し、エネルギー消費を削減するために、圧力低下を最小限に抑えることが重要です。

課題と制限

材料の選択：極低温では、最も一般的な金属が脆くなります。したがって、極低温アプリケーションのゲートバルブには特別な材料を使用する必要があります。ステンレス鋼（例えば、304Lおよび316L）などの材料は、低温で延性を保持するため、よく使用されます。ただし、材料の選択は、腐食抵抗や極低温液との互換性などの要因を考慮する必要もあります。
シーリングの問題：ゲートバルブのシールとガスケットは、極端な寒さの影響を受ける可能性があります。低温では、アザラシで一般的に使用されるゴムまたはエラストマー材料は、柔軟性を硬化させ、漏れにつながる可能性があります。特別な極低温 - PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）などの材料から作られたグレードシールは、この問題に対処するためによく使用されます。
熱膨張と収縮：極低温アプリケーションには、大幅な温度変化が含まれます。バルブが極低温温度にさらされると、収縮し、暖かくなると拡大します。この熱膨張と収縮は、バルブ成分にストレスを引き起こし、損傷や漏れにつながる可能性があります。これらの熱効果に対応するには、適切な設計と設置が必要です。

極低温用途向けのゲートバルブの種類

BS5163ゲートバルブBS5163

BS5163ゲートバルブBS5163極低温アプリケーションに適したゲートバルブの一種です。これは、特定の基準と要件を満たすように設計されており、低温操作の規定が含まれる場合があります。このバルブは通常、堅牢な構造を備えており、さまざまなサイズと圧力評価で利用できます。 BS5163ゲートバルブの設計では、材料の選択やシーリングなどの極低温環境に関連する課題を考慮しています。

ベローズゲートバルブ

ベローズゲートバルブ極低温アプリケーションの別のオプションです。これらのバルブは、漏れを防ぐためにベローズシールを使用します。ベローズは、熱の膨張と収縮に対応できる柔軟なシールを提供し、温度変化による漏れのリスクを減らします。 Bellows Gate Valvesは、極低温貯蔵タンクなど、高いレベルのシーリングの完全性が必要なアプリケーションでよく使用されます。

スチールラウンドゲート

スチールラウンドゲートスチールで作られたゲートバルブの一種です。スチールは、低温での強度と耐久性のため、極低温用途に人気のある材料です。ゲートの丸い設計は、他の形状と比較してより均一なシーリング表面を提供できます。これにより、極低温環境でのバルブの性能が向上します。

REAL-世界アプリケーション

LNG業界では、ゲートバルブは、生産および保管プロセスのさまざまな部分で広く使用されています。たとえば、それらは、LNGを貯蔵タンクから輸送船に移すためのパイプラインで使用されます。ゲートバルブの完全な設計により、極低温LNGの効率的な流れが可能になり、正のシャットオフ機能により、荷重およびアンロード操作中の安全性が保証されます。

空気分離植物では、極低温酸素、窒素、およびアルゴンの流れを制御するためにゲートバルブが使用されます。これらのバルブは、植物の適切な動作を維持し、分離ガスの品質を確保する上で重要な役割を果たします。

結論

結論として、ゲートバルブは極低温アプリケーションで使用できますが、材料の選択、シーリング、熱膨張などのさまざまな要因を慎重に検討する必要があります。適切な設計と適切な設置により、GATEバルブは極低温環境で信頼性の高い効率的な動作を提供できます。BS5163ゲートバルブBS5163、ベローズゲートバルブ、そしてスチールラウンドゲート極低温アプリケーションに適したゲートバルブのタイプの一部です。

極低温用途にゲートバルブを必要としている場合、または当社の製品に関する質問がある場合は、詳細な議論のために私たちに連絡し、調達プロセスを開始することをお勧めします。私たちの専門家チームは、特定のニーズに最適なソリューションを見つけるのを支援する準備ができています。