低温環境用ゲートバルブの選び方は？

の選択ゲートバルブ低温環境下での耐久性は、材料の靭性、シール性、構造設計の3つの観点から総合的に検討する必要があります。

材料の靭性: 低温非脆性の核心

低温環境下では「低温脆化」により材料の靭性が低下しやすくなり、ゲートバルブの割れにつながります。選択する際には、優れた低温靱性を備えた材料を優先する必要があります。

炭素鋼/低合金鋼: 16MnDR 低温圧力容器鋼など、-20 ℃ ～ -40 ℃の中低温シナリオに適しており、-40 ℃での衝撃靱性 (Ak) が 27J 以上で、一般的な産業要件を満たすことができます。

ステンレス鋼: 304 ステンレス鋼 (-196 ℃ で靭性を維持) や 316 ステンレス鋼 (優れた耐食性、湿ったまたは腐食性の低温媒体に適しています) など、-196 ℃ (液体窒素の沸点) 未満の深低温シナリオに適しています。

モネル合金 (Ni Cu 合金) やインコネル ニッケル合金 (Ni Cr Fe 合金) などのニッケルベースの合金は、超低温 (-253 ℃、液体水素の使用条件) や強い腐食環境に適しており、低温で脆化する危険性がありません。

シール性能：漏れゼロを保証

低温時のシール性能ゲートバルブシステムの安全性に直接影響するため、使用条件に応じてシール形式を選択する必要があります。

金属シーリング: 銅、アルミニウム、または柔軟なグラファイトでコーティングされた金属。高圧、高純度、低温媒体 (液体酸素など) に適しており、高いシーリング信頼性と高い加工精度要件を備えています。

非金属シール: ポリテトラフルオロエチレン (PTFE、耐熱温度 -200 ℃ ~ 260 ℃)、充填変性 PTFE (強化された耐摩耗性)、中圧および低圧のシナリオに適しています。柔軟なグラファイト（耐熱温度 -200 ℃ ～ 1650 ℃）、耐低温性と耐高温性の両方を備え、高温と低温が交互に繰り返される作業条件に適しています。

ベローズシール: 金属ベローズ (316 ステンレス鋼ベローズなど) は「漏れゼロ」を達成でき、有毒性、引火性、低温の媒体 (液体塩素など) に適しており、バルブステムと媒体の直接接触を回避し、耐用年数を延ばします。

構造設計: 低温動作条件に適応するための最適化

低温ゲートバルブ構造の最適化により冷熱損失を削減し、応力集中を回避する必要があります。

ロングネック構造：バルブステムはロングネック設計（通常長さ100～300mm）を採用しており、バルブ本体から操作端への冷エネルギーの伝達を遮断し、オペレーターの凍傷を防ぎ、低温媒体への外部熱の伝達を低減します（媒体のガス化と過圧力を回避）。

凍結防止と断熱: バルブ本体の外側に断熱層 (ポリウレタンフォームやロックウールなど) を設置して、冷却能力の損失を軽減できます。一部のゲート バルブは、低温媒体の微量の漏れを安全に排出し、バルブ ステム シールでの霜の蓄積を回避するために「呼吸穴」を備えて設計されています。

耐ウォーターハンマー設計：バルブコアとシートは流線型の設計を採用し、媒体流量の急激な変化によって引き起こされるウォーターハンマーを軽減します（バルブ本体は低温での耐衝撃性が弱く、ウォーターハンマーが破裂する可能性があります）。