チェックバルブとグローブバルブの違い、用途、選択ガイド

チェックバルブとグローブバルブ: 主な違いの説明

逆止弁と玉形弁は、配管システムにおいて根本的に異なる目的を果たします。あ 逆止弁は一方向のみの流れを許可し、逆流を自動的に防ぎます。 、一方、 グローブバルブは、流れを絞ったり遮断したりするために使用される手動またはアクチュエーター操作の装置です。 。間違ったタイプを選択すると、システム効率の低下、機器の損傷、または安全上の問題が発生する可能性があります。

どちらも水処理、石油とガス、HVAC、化学処理、発電の各業界で見られますが、動作原理、設置要件、メンテナンスの要件は大きく異なります。

各バルブの仕組み

逆止弁の動作

逆止弁は、ディスクまたはボール間の圧力差を利用して自動的に動作します。上流の圧力が下流の圧力を超えると、バルブが開き、流れが可能になります。ポンプの停止、重力、システム圧力の変化により差動装置が逆転すると、バルブが即座に閉じて逆流を防ぎます。外部アクチュエータやオペレータは必要ありません。

一般的な逆止弁の設計には次のものがあります。

• スイングチェックバルブ — ディスクはピンでヒンジ式になっています。中程度の流量の水平パイプラインに適しています
• リフトチェックバルブ — ディスクは垂直に動きます。高圧に対応し、グローブバルブと併用されることが多い
• デュアルプレート（ウエハー）チェックバルブ — コンパクト、スプリングアシスト。スペースに制約のある設置に推奨
• ボールチェックバルブ — スラリーや粘性流体に最適

玉形弁の動作

グローブ バルブは、球体の内部の固定リング シートを押す可動ディスクまたはプラグを使用します。ハンドホイールまたはアクチュエータ ステムを回すとディスクが上下し、流れの領域が変化し、正確なスロットルが可能になります。グローブ バルブは、全開、全閉、またはその間の任意の位置に配置できます。

内部の流路が S 字型または Z 字型であるため、ゲートバルブやボールバルブに比べて圧力損失が大きくなりますが、この特性によりグローブバルブは優れた耐圧性を備えています。 流量調整アプリケーション 最小限の抵抗よりも精度が重要な場合。

並べて比較

圧力損失と流れ抵抗

圧力損失は、バルブエンジニアリングにおける最も重要な選択基準の 1 つです。逆止弁、特にスイングタイプとデュアルプレートタイプは、 開いた位置での抵抗は最小限に抑えられます —一般的なクラッキング圧力は設計に応じて 0.5 ～ 5 psi の範囲ですが、定格流速では全体の圧力降下が 1 ～ 2 psi を下回ることがよくあります。

対照的に、グローブ バルブには、意図的に抵抗を導入する曲がりくねった内部流路があります。これにより、細かいスロットル制御が可能になりますが、同時に圧力降下も意味します。 5 ～ 20 psi 以上 全開位置が一般的です。大流量システムやエネルギーに敏感なシステムでは、これは時間の経過とともに測定可能なポンプエネルギー損失につながる可能性があります。

エネルギー効率が優先され、流量制御が必要ないシステムの場合、逆止弁がより抵抗の低い選択肢となります。正確な流量調整が必要な場合、グローブ バルブのより高い圧力降下は許容できるトレードオフです。

設置と方向の要件

逆止弁の取り付け方向は重要な要素です。 水平パイプラインにはスイングチェックバルブを設置する必要があります （または上向きの流れの垂直パイプライン）、ディスクが重力で確実に閉じるようにします。垂直の下向き流路に取り付けると、ディスクが開いたままになり、逆流を防止できなくなる可能性があります。

リフトチェックバルブは、水平方向と垂直方向（上向きの流れ）の両方の方向で機能します。デュアルプレートウェハーチェックバルブは、最も方向性が柔軟な設計の 1 つであり、スペースに制約のある配管で一般的に使用されます。

グローブバルブは、方向の点でより寛容です。水平にも垂直にも設置できますが、 上向きステムによる垂直設置 ボンネット領域への堆積物の蓄積を避け、メンテナンスへのアクセスを容易にするために、一般に好まれます。適切に固定され密閉されるように、流れの方向は本体にマークされた矢印に従う必要があります。

材質と温度/圧力定格

どちらのタイプのバルブも、さまざまな媒体や動作条件に対応できるよう、幅広い材料で製造されています。

• 鋳鉄 — 水および最大 230°C までの非腐食性流体用の低コスト オプション
• 炭素鋼（WCB） — 最大 425°C までの石油、ガス、蒸気サービスの標準
• ステンレス鋼(CF8M/316) — 腐食性媒体、食品グレード、極低温用途
• デュプレックス/スーパーデュプレックス — 海上および腐食性の高い環境
• アロイ20、ハステロイ、インコネル — 極めて高い耐薬品性

グローブバルブは特に次の用途に適しています。 高圧高温蒸気用途 —クラス 600、900、および 1500 グローブ バルブは、発電所および製油所サービスの標準です。これらの環境における逆止弁は通常、ディスクのフラッターを発生させずに高速蒸気を処理できるリフトチェックまたはノズルチェック設計を使用します。

一般的なアプリケーション シナリオ

逆止弁を選択する場合

• ポンプ吐出ライン — ポンプ停止時の逆回転とウォーターハンマーを防止します。
• ボイラー給水ライン — 熱水が給水ポンプに逆流するのを防ぎます。
• コンプレッサー出口 — コンプレッサーシリンダーへの逆流を防止します。
• 並列ポンプ システム - 個々のポンプを隔離し、再循環を防止します
• 重力供給システム — 標高の変化による逆流が懸念される場合

グローブバルブを選択する場合

• 蒸気分配システム — 個々の熱交換器またはプロセスユニットへの供給を調整するためのシステム
• 冷却水ループ — 複数の分岐間の流れのバランスをとるため
• 化学薬品投与ライン - 正確で再現性のある流量制御が必要な場合
• 燃料ガスシステム — 信頼性の高いシールによる手動または自動遮断用
• 高圧油圧システム - 漏れのない遮断が重要な場合

逆止弁と玉形弁は併用できますか?

はい、そして頻繁にそうなります。たとえば、ポンプ システムでは、 吸込側に玉形弁を設置 フロー制御と分離のために、 逆止弁は吐出側にあります ポンプ停止時の逆流を防止します。この組み合わせにより、方向保護と手動制御の両方が提供されます。

蒸気復水システムでは、玉形弁が蒸気の供給を調整し、復水戻りラインの逆止弁が蒸気が復水ループに入るのを防ぎます。これら 2 つのバルブ タイプがどのように相互に補完し合うかを理解することは、堅牢で安全かつ効率的な流体システムを設計するために不可欠です。

メンテナンスと障害モード

逆止弁は通常、可動部品が少なく、外部アクチュエータが不要なため、定期的なメンテナンスの必要性が玉形弁よりも少なくなります。ただし、次のような影響を受けやすいです。

• ディスクの摩耗またはビビリ — 過大なバルブ選択または低速流量が原因で発生し、シートとディスクの早期損傷につながります
• オープンスタック障害 — 堆積物や破片によりディスクが固定されず、逆流が発生します。
• ウォーターハンマー — ゆっくりと閉まるスイングチェックにより、流れが突然逆転したときに圧力サージが発生する可能性があります

グローブバルブは以下の対象となります。

• シートとディスクの浸食 — 特に研磨性の流体や高速流体を使用したスロットリングサービスにおいて
• ステムパッキン漏れ — 高サイクルまたは高温の用途で一般的。定期的なグランド調整または再梱包が必要
• ボンネット接合部の漏れ — 蒸気サービスでの熱サイクルにより、時間の経過とともにボルトで固定されたボンネットが緩む可能性があります

どちらのタイプでも、バルブのサイジングを正しく行うことが、メンテナンスの頻度を減らす唯一の最も効果的な方法です。特大のチェックバルブと絞りすぎたグローブバルブは、産業用配管システムの早期故障の主な原因です。