2つのポートコントロールバルブのサプライヤーとして、私はこれらのバルブがさまざまな産業および商業用アプリケーションで提供する広範な使用と多くの利点を直接目撃しました。ただし、バランスの取れたビューを提示することが重要です。このブログでは、2つのポートコントロールバルブの欠点を掘り下げます。
限られたフロー制御の柔軟性
2つのポート制御バルブの主な欠点の1つは、比較的限られたフロー制御の柔軟性です。これらのバルブには、通常、入口とコンセントの2つのポートしかありません。このシンプルな設計は、利用可能なフロー制御オプションの範囲を制限します。正確で複雑なフローレギュレーションが必要なシステムでは、2ポート制御バルブが不足する場合があります。
たとえば、温度、圧力、化学組成などの複数の要因に基づいて流量を調整する必要がある大規模な産業プロセスでは、2ポート制御バルブが必要な精度のレベルを提供できない場合があります。とは異なり可変フロー制御バルブ、より包括的な範囲のフロー調整を提供できます。2つのポート制御バルブは、多くの場合、オンまたは単純な比例制御に限定されます。バルブが変化する条件に最適に応答できない可能性があるため、これはシステムの非効率性につながる可能性があります。
複数の液体を処理するのが難しい
2ポート制御バルブは、一般に、単一の流体または井戸の定義された液体の混合物を処理するように設計されています。複数の流体を同時に制御する必要があるアプリケーションに関して、または異なる流体間を切り替える必要がある場合、これらのバルブは課題を引き起こす可能性があります。
たとえば、化学処理プラントでは、プロセスの異なる段階で異なる反応物を交互に行う必要がある場合があります。 2つのポート制御バルブは、追加の複雑な配管および制御システムがなければ、このタスクを効果的に処理できない場合があります。対照的に、複数の流体ストリームをより簡単に管理できるように、より高度なバルブ設計を構成することができ、このような複雑なアプリケーションに適した選択肢になります。
キャビテーションに対する感受性
キャビテーションは、2つのポート制御バルブに影響を与える可能性のある重大な問題です。キャビテーションは、流体の圧力が蒸気圧を下回り、蒸気泡の形成を引き起こすとキャビテーションが発生します。これらの泡が崩壊すると、バルブシート、プラグ、ボディなどのバルブコンポーネントを損傷する可能性のある高エネルギー衝撃波を生成できます。
高圧油圧システムや蒸気アプリケーションなど、バルブ全体に大きな圧力降下があるシステムでは、キャビテーションのリスクが特に高いです。 2ポート制御バルブには、キャビテーションを効果的に防止または軽減するために必要な設計機能がない場合があります。これにより、バルブの寿命の削減、メンテナンス要件の増加、および潜在的なシステム障害につながる可能性があります。キャビテーションの問題に対処するために、キャビテーション - 耐性バルブトリムまたは圧力 - デバイスの削減などの追加の機器が必要になる場合があり、システムの全体的なコストと複雑さが増します。
高いメンテナンス要件
比較的シンプルでありながら正確な設計により、2つのポートコントロールバルブは、最適なパフォーマンスを確保するために定期的なメンテナンスを必要とすることがよくあります。ステム、梱包、シートなどのバルブコンポーネントは、特に高流量または研磨液を持つアプリケーションでは、時間の経過とともに摩耗と裂傷の対象となります。
バルブの茎の周りの漏れの防止を担当する梱包は、摩擦と化学物質への曝露により劣化する可能性があります。これにより、外部漏れが発生する可能性があります。これは、貴重な液体を無駄にするだけでなく、一部のアプリケーションで安全上の危険をもたらす可能性があります。さらに、バルブシートが損傷または摩耗する可能性があり、バルブが完全にシャットオフし、フローを正確に制御する能力に影響します。
定期的なメンテナンスタスクには、潤滑、摩耗のためのコンポーネントの検査、損傷した部品の交換が含まれます。これらのメンテナンスアクティビティは、特に複数のバルブを備えた大規模なスケールインストールで、時間がかかり、費用がかかる時間です。他のいくつかのタイプのバルブと比較して、2つのポート制御バルブのメンテナンス要件は、特にメンテナンスリソースが限られている施設にとって、大きな不利な点となる可能性があります。
高い温度と高圧力アプリケーションでのパフォーマンスの低下
2ポート制御バルブは、高温および高圧力環境ではうまく機能しない場合があります。高温では、バルブ構造で使用される材料が拡大し、バルブのシーリング特性と全体的な性能に影響を与える可能性があります。たとえば、バルブシートは熱膨張のために適切に密閉されない場合があり、漏れにつながる場合があります。
高圧力アプリケーションでは、バルブ成分は重要な力に耐える必要があります。バルブの本体と茎は、過度の応力にさらされる可能性があり、これが変形や故障を引き起こす可能性があります。さらに、バルブのフロー特性は、高い圧力条件下で変化する可能性があり、正確なフロー制御を実現することがより困難になります。
高温と高圧アプリケーション向けに設計された2つのポート制御バルブがありますが、多くの場合、より高いコストで搭載されており、特殊なバルブと比較して制限がある場合があります。例えば、圧力制御バルブ高圧力の状況をより効果的に処理するように特別に設計されており、そのようなアプリケーションにとってより良い選択かもしれません。
冗長性の欠如
システムの信頼性が最も重要である重要なアプリケーションでは、2つのポート制御バルブの冗長性の欠如が大きな欠点になる可能性があります。これらのバルブには通常、単一のフローパスがあるため、バルブが故障した場合、システム全体が影響を受ける可能性があります。
たとえば、水処理プラントでは、化学物質の流れを治療プロセスに調節するために使用される2ポート制御バルブは、機械的または電気的な問題のために故障する可能性があります。冗長性がなければ、これは治療プロセスの中断につながり、潜在的に標準的な水質をもたらす可能性があります。対照的に、一部のバルブシステムは、バルブ障害が発生した場合に継続的な動作を確保するために、冗長なバルブまたは故障した安全なメカニズムで設計できます。
互換性の問題
2ポート制御バルブは、特定の種類の配管システム、アクチュエーター、または制御システムとの互換性の問題に直面する可能性があります。バルブの接続サイズ、フランジタイプ、またはスレッド仕様は、既存の配管インフラストラクチャと一致しない場合があり、追加のアダプターまたは変更が必要です。
さらに、バルブをアクチュエータと統合する場合、トルク要件、信号タイプ、および通信プロトコルに関して互換性の問題がある場合があります。これにより、インストールと試運転プロセスがより複雑で時間がかかります - 消費することができます。さらに、バルブをより大きな制御システムと統合する必要がある場合、バルブとシステム間のシームレスな通信と制御を確保することに課題があるかもしれません。
コストに関する考慮事項
2つのポート制御バルブは一般にコストと見なされます - より複雑なシナリオでは、基本的なアプリケーションに効果的ですが、全体的なコストは大きな不利な点になる可能性があります。前述のように、キャビテーション、フロー制御の柔軟性、高温または高圧力のパフォーマンスなどの問題に対処するための追加機器の必要性は、初期購入コストに追加される可能性があります。
さらに、バルブの寿命を越えたメンテナンス要件が高いため、かなりの長期コストが発生する可能性があります。特定のアプリケーションでより良いパフォーマンスとメンテナンスのニーズを低下させる可能性のある代替バルブテクノロジーと比較すると、2つのポート制御バルブのコスト - 有効性が疑わしい場合があります。
これらの欠点にもかかわらず、2つのポートコントロールバルブは、特にシンプルさとコスト - 有効性が重要な考慮事項である場合、多くのアプリケーションで依然としてその場所を持っています。ただし、バルブを選択する際に、顧客がこれらの制限を認識することが重要です。
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参照
- AS Ramakumarによる「Industrial Valve Handbook」
- ウィリアム・L・ホルスタインによる「バルブエンジニアリングの制御」
