数年前、東南アジアの顧客から、水処理施設のバルブ自動化プロジェクトについて問い合わせがありました。
バルブはすでに購入済みでした。制御システムの準備が整いました。設置スケジュールも決まりました。
すべてが順調に進んでいるように見えましたが、1 つの疑問が浮かび上がりました。
「どの90度空気圧アクチュエータを使用すればよいでしょうか？」
一見すると、答えは簡単に思えました。このプロジェクトでは、いくつかの 8 インチ バタフライ バルブと多数のボール バルブが使用されました。お客様は、アクチュエータの選択はバルブ サイズのマッチングだけの問題であると考えていました。
しかし、数週間後のテスト中に、一部のバルブが完全に閉じた位置に到達するのに苦労しました。
問題はアクチュエーターの品質ではありませんでした。
問題はアクチュエータの選択でした。
これは、現場でよく見られる間違いの 1 つです。多くの購入者は、バルブのトルク、動作条件、安全マージンに注目すべきときに、バルブのサイズに注目します。
WUXI XINMING AUTO-CONTROL VALVES INDUSTRY CO., LTD では、お客様のバルブの自動化を毎日支援していますが、一貫した教訓が 1 つあります。
最適なアクチュエータの選択は、カタログではなくアプリケーションを理解することから始まります。
バルブのサイズだけではすべてがわからない理由
バルブ自動化における最大の誤解の 1 つは、大きなバルブには常に大きなアクチュエータが必要であるということです。
実際には、同じサイズの 2 つのバルブのトルク要件がまったく異なる場合があります。
2 つの 10 インチバルブを使用したプロジェクトを覚えています。
1 つは、浄水システムで使用されるソフトシート バタフライ バルブでした。{0}
もう 1 つは、高圧条件下で動作する金属シート付きボールバルブでした。{0}
両方のバルブは同じ公称サイズを共有していましたが、ボールバルブは大幅に大きな操作トルクを必要としました。
バルブの直径のみに基づいてアクチュエータを選択していたら、バルブの 1 つが大幅に小さくなっていたでしょう。
ステップ 1: バルブトルクを決定する
90 度空気圧アクチュエータを選択する前の最初の作業は、バルブに必要なトルクを特定することです。
メーカーは通常、次のものを提供します。
- 離脱トルク
- ランニングトルク
- 着座トルク
- 脱着トルク
これらの値の中で、離脱トルクは動作中に最も高いトルク点になることが多いため、特に注意する必要があります。
ある化学プラントのプロジェクトでは、バルブ内部に堆積物が蓄積し、時間の経過とともに離脱トルクが増加しました。元のアクチュエータのサイズには安全マージンがほとんど残されておらず、数年後にはバルブの操作が困難になりました。
適切に選択されたアクチュエータは、こうした現実世界の変化を考慮する必要があります。{0}}
ステップ 2: ボールバルブとバタフライバルブの違いを理解する
どちらも 4 分の 1 回転モーションを使用しますが、動作は異なります。-
ボールバルブ
ボールバルブには通常、次のものが必要です。
- より高い離脱トルク
- 強力なシール力
- トルクリザーブが大きい
プロセス圧力は動作トルクに大きな影響を与える可能性があります。
高圧用途では、アクチュエータのサイズが特に重要になります。{0}
バタフライバルブ
バタフライ バルブには通常、次のものが必要です。
- 作動トルクの低減
- より速い応答
- 同様のサイズのアクチュエータ出力が小さい
ただし、大型のバタフライ バルブでも、特に高流量システムでは依然としてかなりのトルクが必要になる可能性があります。-
バタフライバルブには自動的に小型アクチュエータが必要であるとは決して考えないでください。
ステップ 3: 動作圧力を考慮する
私たちが長年の現場サポートから学んだ教訓の 1 つは、動作圧力によってすべてが変わってしまうことがよくあるということです。
工場でテストされたバルブは完全に動作する可能性があります。
稼働中のプロセス ラインに取り付けられた同じバルブでも、動作が大きく異なる場合があります。
オペレーターが初めて自動バルブをテストしていたとき、新たに稼働したパイプラインのそばに立っていたことを覚えています。
実際のシステム圧力下では、いくつかのバルブを動かすのに、工場でのテスト時よりも著しく大きな力が必要でした。
幸いなことに、アクチュエータのサイズには十分な余裕が含まれていました。
その追加の能力がなければ、プロジェクトは即座に運営上の問題に直面していた可能性があります。
ステップ 4: 安全率を適用する
経験豊富なエンジニアが、正確なトルク値を使用してアクチュエータのサイズを決定することはほとんどありません。
代わりに、安全係数を適用して以下を補償します。
- バルブの摩耗
- プロセスの変更
- 摩擦が増加する
- 製造公差
- 今後の運用状況
今すぐ追加のトルク容量に少額投資するだけで、後で高価なトラブルシューティングが発生するのを防ぐことができます。
これは、継続的に動作するバルブや、メンテナンスのためにアクセスすることが難しいバルブにとって特に重要です。
ステップ 5: 単動式か複動式かを決定する
私たちがお客様に尋ねる最初の質問の 1 つは次のとおりです。
「空気供給が停止したらどうなるの？」
通常、その答えによってアクチュエータのタイプが決まります。
単動式（スプリングリターン）
フェイルセーフ操作が必要な場合に適しています。-
典型的なアプリケーションには次のようなものがあります。
- 緊急停止システム
- 安全弁
- 重要なプロセス制御
空気圧が失われると、スプリングによってバルブが自動的に所定の位置に移動します。
複動式
次のような場合に最適です。
- 最大トルクが必要です
- エア供給が安定している
- フェイルセーフ機能は必要ありません-
複動アクチュエータは多くの場合、よりコンパクトなパッケージでより高いトルクを提供します。
ステップ 6: 環境条件を評価する
設置環境は、多くの購入者が認識している以上にアクチュエータの選択に影響を与えます。
数年前、当社は 2 つの別々の施設にアクチュエータを供給しました。
1 つは清潔な製造工場の屋内にありました。
もう 1 つは海岸線から 1 キロ未満の場所にありました。
バルブ仕様はほぼ同一ですが、アクチュエータの材質が全く異なります。
沿岸プロジェクトでは、塩分に常にさらされるため、耐食性の強化が必要でした。
環境条件は常に選択プロセスの一部である必要があります。
ステップ 7: 取り付けの互換性を確認する
現場で取り付けの問題を発見することほど、取り付けの速度を遅らせるものはありません。
購入する前に、次のことを確認してください。
- ISO 5211 取り付け規格
- バルブステム寸法
- ドライブシャフトの互換性
- アクセサリの取り付け要件
アクチュエータとバルブのインターフェースが事前に適切にチェックされていなかっただけで、プロジェクトが遅れた例がありました。
数分間の確認で、後で何日もイライラすることがなくなります。
現場から得た本当の教訓
あるプロジェクトが今でも私の記憶に残っています。
顧客は主に価格に基づいて複数のサプライヤーからアクチュエーターを購入していました。
試運転中、一部のバルブは良好に動作しました。
他のものは動作に一貫性がありませんでした。
プロジェクトをレビューしたところ、システム全体で異なるトルク計算方法が使用されていることがわかりました。
一部のアクチュエータには十分な安全マージンが設定されていました。
他にはほとんど何もありませんでした。
その結果、信頼性が一貫していないバルブ ネットワークが生まれました。
最終的に、顧客は施設全体でアクチュエータのサイズを標準化しました。
メンテナンスが容易になり、スペアパーツの在庫が簡素化され、運用パフォーマンスが向上しました。
この経験は、次の重要な教訓を強化しました。
アクチュエータの選択は、単に製品を購入するだけではありません。これは、システムの長期的な信頼性を確保することです。-
最終的な考え
ボール バルブおよびバタフライ バルブ用の 90 度空気圧アクチュエータを選択するには、バルブ サイズを一致させるだけでは十分ではありません。
最良の結果は、以下を理解することから得られます。
- バルブトルク要件
- 使用圧力
- 安全マージン
- 環境条件
- フェイルセーフ要件-
- 取付互換性
WUXI XINMING AUTO-CONTROL VALVES INDUSTRY CO., LTD. では、適切なアクチュエータの選択に時間を費やす顧客は、ほぼ常に操作上の問題が少なく、ライフサイクル コストが低いことがわかりました。
正しく選択されたアクチュエータは、システムが稼働すると決して注目を集めない可能性があります。
しかし、数年後、バルブが毎日確実に開閉し続けると、その慎重な選択プロセスがその価値を証明します。
