:世界最古のバルブって何?

:最古のバルブは、古代ローマ時代に使用されていたコックと言われています。古代ローマ時代は、聖噴水の呑口と止栓をライオンの形にかたどり、その細工に装飾を凝らすことが多かった様です。その中で金属製止栓はその端を鶏の頭と、とさかの形に作り、くちばしから水が出る様にしたため、「雄鶏」という意味で現在のコックという名称がつけられたそうです。

:Cv値ってなに?

:配管ラインに使用されるバルブは少なくてもプロセスを満足する容量がなければなりません。バルブの容量は、一般的に弁種と口径によって定められていますが、その値は同じ弁種、口径であっても製造メーカーによって異なります。一方バルブの容量を決める流体仕様としては流体の種類、圧力、圧力差、温度、流量、比重、粘度などの諸条件がありますので、バルブの形式により、同じ口径であっても圧力損失などが異なるため、対象バルブ形式に対する口径を選定することが困難となります。そこでこれ等の諸条件を1つの流量係数に置き換え、これを満足するような流量係数を持つ口径のバルブを選択する方式が考えられました。これがCv値による流量係数の表し方です。
Cv値とは「60°F (15℃)の清水を、バルブ前後の差圧を1psi(6.9kpa)に保って流した場合の流量をus gal/min (gpm) で表した数値。」と定めた無次元の値です。バルブの選定は流体仕様からCv値を求め、弁メーカーが示すCv値と対比させることで容易に弁種、口径を定めることができる簡便な方法の1つです。上記Cv値の定義を式で示せば、
となります。
〔Q=流量(g・p・m)、G=比重、ΔP=弁前後の差圧(psi)〕

:バルブにはパッキンとガスケットがなぜ必要?

:バルブは圧力容器ですから流体の外部漏洩は絶対にあってはならないことです。一般にバルブは、内部圧力を遮断する弁体と弁体を開閉させる弁棒を内蔵しているため耐圧部は「弁箱」と「ふた」から成り立っており、通常はこの接合部に密封用のシール材を挿入し、ボルト−ナットで締め付ける方式が採用されております。この様な静止部品に使用されているシール材をガスケットと呼びます。
一方、「ふた」から貫通する弁棒にもシール材が充填され、内部圧力を遮断する構造となっております。この様に作動部分に使用されるシール材をパッキンと呼びます。ガスケット、パッキンの性能は直接外部漏洩につながる危険性を持っておりますので、流体の使用条件に合致する様にその用途に対応した品質の製品を選択しなければなりません。


:ボルトの締め付けトルク管理はなぜ必要?

:ガスケットやパッキンはその特性に適した耐圧力が作用するようにボルト−ナットで締め付けられます。この締め付けが弱ければ、性能が十分に発揮されずに漏洩を起こし、強すぎれば損傷や寿命の低下を招いたり、ボルトに過大な応力が作用することで危険な状態を引き起こします。そのためにボルトを締め付ける荷重を管理することが必要となりますが、一般に荷重を測定することが困難であるため、ボルト−ナットの状態を一定に維持することを条件にボルト荷重を締め付けトルク値に換算して締め付けトルク管理が行われております。錆びたボルトやナットは摩擦係数が増大しておりますのでそれらを加味したトルク値に修正したり、場合によっては新規のボルトに交換する必要があります。

:バルブの非破壊検査とは?

:試験体を傷つけたり破損したりせずに傷の有無、状態を知るために行う試験を非破壊試験と言います。バルブの非破壊検査とはバルブの素材、加工面、溶接部などについて非破壊試験を用いて行った検査を指します。一般的に使用条件の厳しい環境に用いられる場合に適用され、「弁箱」や「ふた」などの耐圧部材が主な対象となります。
試験方法には次のものがあります。

非破壊試験の結果から判断される不連続部を「きず」、そして、規格、仕様書などで規定された判定基準を超え不合格になるきずを「欠陥」といいます。

1) 浸透探傷試験(PT) 肉眼で検出することのできない微細な表面きずに液体を浸み込ませ、この浸み込んだ液体を表面に吸い出すと同時に表面に拡がらせ、大きな液体のにじみ模様とする毛細管現象を利用して見やすい状態にし、きずを検出する方法。
2) 磁粉探傷試験(MT) 強磁性体である試験体に磁束を流し磁化させ、磁粉を試験面に散布し、きず部に吸着されて形成した磁粉模様により表面あるいは表層部に存在するきずを検出する方法。
3) 超音波試験(UT) 試験体の表面から内部に超音波を伝搬させたとき、きずがあると内部で反射されて戻ってくることを利用して、きずを検出する方法。きずの位置は送信された超音波が受信されるまでの時間から測定できる。
4) 放射線透過試験(RT) 試験体に放射線を照射した際に、きず部と健全部における透過放射線の強さの差によって写真フィルムに生じる黒化度の差からきずを像として検出する方法。試験体の内部に存在するきずの検出に適している。

:バルブの故障は何が一番多い?

:バルブの故障で発生しやすいものとその主な原因は次の通りです。

パッキン部からの漏洩 パッキン劣化と応力緩和による面圧不足、パッキン材の不適合
弁座漏洩 異物の噛み込み、磨耗、エロージョン、キャビティションによる損傷
ガスケット部からの漏洩 ガスケットの劣化、応力緩和による締付面圧不足
耐圧部本体からの漏洩 欠陥の介在、磨耗、エロージョン、キャビテーション等による減肉
弁棒の噛り付き、固着 異物の噛み込み、公差不良、硬度差不足、潤滑不足
弁内部のエロージョンキャビテーション 弁種選定の不適合、流速、材料の不適合