同じ設定圧力、同じ入口サイズ、同じ本体材質で注文された 2 つのリリーフ バルブは、1 つのヘッダ上でまったく異なる動作をする可能性があります。ディスクをバネで閉じた状態に保つものもあります。もう 1 つは、小さなパイロットを介したプロセス圧力自体で閉じた状態を保持します。この違いによって、維持できる動作マージン、背圧に対するバルブの反応方法、ターンアラウンド中に持ち上げる質量が決まります。
以下の注記は、安全リリーフバルブ、自己操作式レギュレーター、パイロット操作式ソレノイドバルブを対象として、選択とトラブルシューティングの観点から書かれています。
パイロット操作弁とは何か、およびその存在理由
パイロット操作バルブは 2 段階のデバイスで、小さなパイロットが圧力を感知するか信号を受信し、その結果として制御室に変化が生じ、より大きなメイン バルブが開閉します。
メインバルブは強くなくても仕事をしてくれます。スプリング式リリーフバルブでは、シート領域全体に作用するシステム圧力に対してスプリングが押し返すため、シート直径が 2 倍になると、必要なスプリング力が約 4 倍になり、バルブのボンネットが高くなり、本体が重くなります。パイロット操作の設計では、ディスクはその上のドームに閉じ込められた圧力によって閉じた状態に保持されます。ドームはシートよりも広い面積に作用するため、適度なドーム圧力で大きな閉じる力が発生し、パイロット スプリングは光検出素子のみを動かします。
パイロット操作バルブは、小さなパイロット要素によって開閉がトリガーされ、大きなメイン要素によって実行されるバルブであり、パイロットはメインディスクを直接持ち上げるのではなく、チャンバー内の圧力を制御します。
100 bar 以上、または大きなオリフィス サイズでは、パイロット操作リリーフ バルブの重量はバネ負荷式の同等のものの数分の 1 で、クレーンなしで取り扱うことができます。この変化は、購入価格だけでなく、鋼材、ノズルの負荷、ターンアラウンド物流をサポートします。
パイロットとメインバルブがどのように連携するか
以下のシーケンスは、ほとんどのパイロット操作リリーフバルブに適用されます。ポップアクションとモジュレーティングデザインではパイロットの内部構造のみが異なります。
入口圧力は小さなリストリクターを通過してドームに入ります。ドームの圧力はシートよりも広い領域に作用するため、正味の力によってディスクは設定圧力より十分低い圧力でしっかりと閉じた状態に保たれます。
パイロット感知要素 (通常はピストンまたはダイヤフラム) が動き始めます。まだメインシートを通過する流れはありませんが、パイロットはすでに圧力信号に反応しています。
パイロットは、リストリクターがドームを再充填するよりも早くドームを通気します。ドームの圧力が下がり、入口の圧力がディスクを持ち上げ、バルブが解放されます。容量はパイロットではなくメインオリフィスによって決まります。
圧力が低下すると、パイロットが閉じてドームが再加圧されます。開放圧力と再着座圧力の間のギャップがブローダウンであり、パイロット操作設計では通常、従来のスプリング負荷バルブよりも小さくなります。
ドームリストリクターは直径数ミリメートルの穴が開けられた部品で、開く速度を設定します。汚れ、ワックス、または水和物で詰まると、ドームは通気できなくなり、バルブは設定圧力をはるかに超えて閉じたままになります。修理中に誰かがドリルで穴を大きく開けると、バルブがガタガタ音を立てます。穴としてではなく、重要な予備として扱います。
設定圧力に達すると、ポップアクションがほぼ完全に開きます。調整パイロットは過圧に比例して開き、通常、突然のフルリフトにより騒音や配管振動が発生する圧縮性サービス用に選択されます。
パイロット操作 vs スプリング式: どちらが勝つか
パイロット操作の設計は、動作マージン、重量、背圧耐性において優れています。スプリング式設計は、汚れの少ないサービスと機械的な単純さで優れています。
パイロット操作を選択する場合
- 沸騰することなく、設定圧力の 93 ～ 95% で運転する必要があります。
- バルブが大きい、圧力が高い、またはノズルの負荷が厳しい。
- 排出では、背圧が重畳された共通ヘッダーに供給されます。
- リモートセンシングまたはリフトインジケーターが必要です。
次の場合にスプリング式を選択してください
- 媒体が汚れているか、粘着性があるか、または重合しやすい状態です。
- 現場のメンテナンスでは、チューブのない 1 つのアセンブリが推奨されます。
- 義務は小さく、清潔で、適度な圧力です。
- 予定通りにパイロット フィルターを検査できる人は誰もいません。
| 基準 | パイロットが操作する | スプリング式 |
|---|---|---|
| 営業利益率 | 設定圧力の最大約 95% | 設定圧力の約 90% |
| 大オリフィス時の重量 | 低いので重いスプリングは必要ありません | 座面の面積と圧力に応じて素早く立ち上がります |
| 背圧耐性 | バランスの取れたパイロットと相性が良い | ジャバラが取り付けられていない場合は制限されます |
| 汚れたメディアや粘着性のあるメディア | パイロットとリストリクターがブロックする可能性があります | ほとんどの場合、より寛容になります |
| リモートセンシング | パイロット版で利用可能 | 実用的ではない |
| 設定圧力調整 | パイロットではよくある | スプリング圧縮、アクセスが必要 |
レギュレーター、背圧、確認すべき数値
背圧は、適切なサイズのパイロット操作リリーフバルブが使用中に依然として誤動作する最も一般的な理由であり、2 つの形式を個別に見積もる必要があります。
パイロット式レギュレーター
パイロット操作レギュレーターは、同じ 2 段階ロジックを連続制御に適用します。小型のパイロット レギュレーターが下流の圧力を感知し、メイン バルブのダイヤフラムにかかる負荷圧力を調整し、設定値を維持するためにプラグを絞ります。
自己操作式圧力および流量制御弁 外部電源を必要としない、ガス、液体、蒸気ライン用の自己作動式レギュレーター。減圧機能と安定化機能を確認してください。 製品を見る→ 自己操作バージョンは計器用空気や電力を必要としないため、蒸気、水、ガス、窒素ラインに使用されます。それらの制限と、それらが間違った答えとなるケースについては、このガイドで説明されています。 外部電源なしで動作する自己作動レギュレータ .
重畳され蓄積された背圧
- 通常、共通の排出ヘッダーから、バルブが開く前に重畳された背圧が出口に存在し、アンバランスな設計の実効設定圧力が変化します。
- 蓄積された背圧はバルブが流れているときにのみ現れ、これはバルブではなく下流配管の特性です。
- ほとんどのパイロット操作リリーフバルブは、単純なスプリング式バルブよりもはるかに優れた重畳背圧に耐えますが、これはパイロットがバランスが取れているように指定されている場合に限られます。
背圧がリリーフヘッダーではなく意図的なガスブランケットから発生する場合、その答えは通常、大型のリリーフバルブではなく制御されたシーリングデバイスです。
タンク圧力制御用窒素リリーフバルブ タンク圧力が設定値を超えると窒素を排出し、圧力が低下すると閉じるバネ式リリーフ装置。ガスの無駄を減らすのに役立ちます。 製品を見る→ リリーフバルブはレギュレーターではありません。パイロット操作のリリーフバルブは設定圧力まで閉じたままになり、その後開きます。レギュレータは継続的に変調します。一方を他方に使用すると、制御が不十分になったり、インストールが安全でなくなったりします。
パイロット式ソレノイドおよびチェックバルブ
パイロット操作のソレノイドバルブでは、コイルは小さなパイロットオリフィスを動かすだけです。ライン圧力によってメインダイヤフラムが移動するため、同じサイズの直動バルブでは処理できない流れを小さなコイルで切り替えることができます。
トレードオフは、バルブが確実に開くまでの最小圧力差 (多くの場合約 0.5 bar) です。この図より下では、直動設計が正直な選択です。パイロット オリフィスの詰まりは典型的な故障モードであるため、上流のストレーナはオプションではありません。
コイルではメインシートが開きません。パイロットチャンバーのみを通気するため、パイロット作動ソレノイドが高流量でもコンパクトなままであり、パイロット通路が汚れた瞬間にソレノイドが動作を停止するのはこのためです。
パイロットが危険エリアに座る場合は防爆バージョンが一般的であり、より広い範囲がリストに記載されています。 電磁弁カタログ .
VATTEN 危険場所用防爆電磁弁 EXDIBT4/EXDICT6 防爆機能、2 ～ 10 bar の動作圧力、および危険区域制御用の SIL3 認証を備えた一体型アルミニウムボディのソレノイド バルブです。 製品を見る→ パイロット式逆止弁
油圧回路でも、同じ考え方が逆流のロックを解除します。別のパイロット圧力がポペットをシートから押し出すまで、チェックは逆流に対して閉じたままになります。これは、負荷が保持され、その後意図的に解放される方法です。
見積もりを依頼する前に送信すべきもの
パイロット操作弁はサイズと設定圧力だけでは選択できません。以下のデータにより、その設計が実行可能かどうかが決まります。
| データポイント | なぜ答えが変わるのか |
|---|---|
| 設定圧力と常用使用圧力 | 煮詰まることなくパイロットが保持しなければならないマージンを定義します |
| 流体、相、温度 | ドライブシールの材質、パイロットの種類、フィルターが必要かどうか |
| 必要な容量 | パイロットから独立したメインオリフィスのサイズを設定します。 |
| 重畳され蓄積された背圧 | バランスの取れたパイロットが必須かどうかを決定します |
| コードと認証 | 容量検証、マーキング、テスト要件を設定します |
| 付属品 | リフト indicator, remote sensing and limit switch change the assembly |
よくある仕様ミス
- 設定圧力は見積もられていますが、動作圧力は見積もられていないため、試運転までマージンの問題が隠されています。
- パイロット操作式リリーフバルブとパイロット操作式レギュレーターをラインリスト内で互換性のあるものとして扱います。
- パイロット チューブの長さと配線を無視するため、長時間の運転では感知の遅れが追加されます。
- パイロットがストレーナーや異なるタイプのパイロットなしで汚れた媒体に耐えられると仮定します。
設定圧力だけでなく、使用圧力も見積もってください。それらの間のマージンはパイロットが保持しなければならないものであり、サプライヤーが最初に要求する数値です。
よくある質問
ほぼすべてのパイロット操作バルブに関する問い合わせで 4 つの質問が出されます。短い回答が続きます。
パイロット操作弁とパイロット操作リリーフ弁は同じですか?
いいえ、リリーフバルブはその一員です。同じ 2 段階原理は圧力調整器、ソレノイド バルブ、油圧逆止弁にも現れており、パイロットが過圧保護を提供するのではなく流れを制御します。
パイロット操作のリリーフバルブは今でもスプリングを使用していますか?
はい、ただしパイロットの中に小さなものがあります。メインディスクがドーム圧力によって閉じられた状態に保たれている間、パイロットが反応する圧力を設定します。そのため、メインバルブは高い設定圧力でもコンパクトなままです。
パイロット操作のバルブは汚れた媒体や結晶化した媒体を扱うことができますか?
助けがなければできないこともよくあります。パイロットオリフィスとリストリクターは設計上小さいため、ストレーナ、加熱、フラッシング接続、またはバネ式設計への切り替えについては、最初の詰まりの後ではなく注文前に話し合う価値があります。
設定圧力にどの程度近づけて作動できますか?
多くのサプライヤーは、パイロット操作リリーフバルブの設定圧力が最大約 95 パーセントであるのに対し、スプリング式リリーフバルブの設定圧力は約 90 パーセントであると見積もっています。シートの材質、温度、背圧によってパイロットが動くため、特定のパイロットの数値を確認してください。
メインオリフィスの容量を決定し、媒体と背圧のパイロットを選択し、リストリクターとパイロットフィルターをメンテナンススケジュールに合わせて維持します。現場でのパイロット操作バルブの問題のほとんどは、これら 3 つの決定のいずれかに遡ります。
