1/7 Technical Information シートと漏れ量コントロールバルブ（サイジング＆セレクション）目次１．ソフトシートとメタルシート･･････････････････････････････････ 2 （１）ソフトシート････････････････････････････････････････ 2 （２）メタルシート････････････････････････････････････････ 2 ２．Class V と ClassVI･･････････････････････････････････････････ 2 TI 21F0B9 2/7 １．ソフトシートとメタルシート（１）ソフトシートソフトシートは ANSI の Class VI バブル・タイト（２）メタルシート Class IV (ANSI B16.104, 1976-FCI 70-2) の締め切り性能 (ANSI B16.104, 1976-FCI 70-2)の締め切り性能が必要なときに使用されます。は、メタルシートに適用されるリーケイジ基準です。 Class IV では、バルブの定格容量の 0.01%が最大許容シート漏洩量になっています。組立後に全てのバルブに対してリソフトシートのデザインは、弾力性のあるインサートを金属ーケイジテストを実施しますが、実際の漏洩量は許容値より製のシートリングとリテイナーではさみ込む構造になっていまもはるかに低くなります。す。（図１参照）この締め切り性の良さは、ソフトシートアッセンブリーは、サイズ、圧力レイティング 1) 自己調芯が行えるシートリングデザインが同じならば、メタルシートと完全な互換性があります。図２ 2) パワフルなアクチュエータによるシート荷重の増加によによく使用される PTFE ソフトシートの温度、差圧限界を示しって生み出されます。ます。表１にバルブサイズに対して適用できるソフトシート及びメタルシートの ANSI リーケイジクラスを示します。表１．ANSI B16.104 によるスタンダードトリム（アンバランス）のリーケイジクラス標準オプションメタル Class IV Class IV の 1 パーセントシート 1/2∼4B：（8.9） 1/2∼4B: (17.9) 6B 以上：(13.4) 6B 以上 (26.8) Class V (1/2∼10B まで) 1/2∼4B: (44.6) 6B 以上 (71.4) 図１．ソフトシートデザイン Class VI (1/2∼10B まで) 1/2∼4B: (44.6) 6B 以上 (71.4) ソフト Class VI Class V シート 1/2∼4B：（8.9） 1/2∼4B：（8.9） 6B 以上：(17.9) 6B 以上：(17.9) 注：必要なシーティングロードを（）の中に示します。単位は kg/cm。グラスファイバーPTFE の温度圧力限界は、PTFE のそれよりも幾分高くなります。（約 15%） Kel-F インサートは、温度が-128℃以下の極低温サービスで使用します。圧力限界は、PTFE の限界値に同じです。２． Class V と Class VI Class VI の締め切りの方が、いつの場合でも Class V よりも厳しいはずだと一般的に信じられていますが、次の点に注意して下さい。 Class V の許容漏洩量は、0.0005cc/1 分/オリフィス直径 1 インチ/差圧 1psi と定義されています。図２ PTFE ソフトシートの圧力温度限界従って、許容漏洩量はオリフィスの直径と差圧の増加に伴って増加します。一方 Class VI の許容漏洩量は、差圧とは関係なく、単にオリフィス直径の関数になっています。従って、オリフィス直径が大きい場合や差圧が小さい場合には、Class V の方が、 Class VI よりも許容値が厳しくなります。例えば、図３を見て下さい。 TI 21F0B9 3/7 図３ Class V 及び Class VI の許容漏洩量とオリフィス径オリフィス径が 4 インチで差圧が 3.10MPa(450psi)のときには、Class V の許容値は、 Class VI の 1/2 になります。このことは非常に重要で、Class VI の締め切りがメタルシートで達成できることを示しています。高温サービスでは、ソフトシートが使用できないので Class VI の締め切りは無理であるという話は正しくありません。メタルシートで Class V 及び VI の締め切りを達成するためには、シーティングフォースとしてシートに加える線圧を 1cm 当たり 44.6kg(250Lbs)から 71.4kg(400Lbs)まで増さなければなりません。この 44.6kg∼71.4kg という数値は非常に重要ですので、是非記憶してください。 TI 21F0B9 4/7 ANSI/FCI 70-2-1976 (R 1982) AMERICAN NATIONAL STANDARD FOR CONTROL VALVE SEAT LEAKAGE SPONSOR Fluid Controls Institute, Inc. P.O Box 9036 31 South Street Morristown, N.J 07960 Approved April 12, 1976 Reaffirmed April 29, 1982 American National Standards Institute (Reprinted with permission) TI 21F0B9 5/7 コントロールバルブノシート漏洩基準 4.2 漏洩等級 4.2.1 第1章 1.1 目的この基準は、一連のシート漏洩等級を定め、そのテスト方法を定義します。等級Ⅰ：設計上、もとの等級とは変わらない等級Ⅱ、 ⅢあるいはⅣの改造バルブは、使用者と供給者の協定により、試験を免除することができます。 4.2.2 等級Ⅱ：この等級は、一般的には市販のダブルポート、ダブルシートコントロールバルブ、又はピストンリングシール第２章 2.1 範囲と制限漏洩等級の選定は、バルブのデザインではなく、様々なと metal-to-metal シートを持つ、バランス型シングルポートコントロールバルブに関する最大許容漏洩量を定めています。試デザインに適用できるように第 4 章で定めた各等級の許験方法は、TYPE A を使用します．容値で行います。 4.2.3 等級Ⅲ：この等級は、等級Ⅱ（4.2.2 項）の中で、更に高度のシート及びシールの性能を有するコントロールバル 2.2 この基準は、他の異なる条件の漏洩量を予測する基準として利用することは出来ません。ブの最大許容量を定めています。試験方法は、TYPE A を使用します． 4.2.4 2.3 この基準は、定格 Cv が、0.1 より小さいコントロールバルブには適用できません。等級Ⅳ：この等級は、市販のアンバランス型シングルポートシートコントロールバルブと、特にタイトなピストンリング、又は他のシール方法と metal-to-metal シートを有するバランス型シングルポートコントロールバルブの最大許容漏洩第3章定義 3.1 コントロールバルブ量を定めています。 3.1.1 ポートの位置が外部信号に比例するか、又は応じるよう圧で長期間にわたり、ブロック弁なしで閉止されることが要求に、締切素子（バルブステム）の操作ができるパワーポジされるクリティカルなアプリケイションで使用されます。これショニングアクチュエータを装備したバルブ。には、特殊な製造組立上の技術と試験技術が必要になります。コントロールバルブアクチュエータ用のエネルギー（動力）は、独立した動力源から引き込みます。 4.2.5 等級Ⅴ：この等級は、通常コントロールバルブが高差この等級は、メタルシートのアンバランス型シングルポート、シングルシートコントロールバルブ、又は特別なシート及 3.1.2 将来、アクチュエータの取付けを予定しているコントロびシールの性能を有するバランス型シングルポートデザインールバルブのボディサブアッセンブリーもこの定義の範に関する最大許容漏洩量を定めています。試験方法は、最大運囲に入ります。転差圧で水を使って、TYPE B を使用します。 4.2.6 3.2 Cv：実験的に決定されるバルブのサイジング係数。 (ISA S39.1,2,3 及び 4 参照) 等級Ⅵ：この等級は、弾力性のあるシートを有するコントロールバルブ、即ちアンバランス型又は O-リングか、類似のギャップレスシールを有するバランス型シングルポートの最大許容シート漏洩量を定めています。試験方法は、TYPE C 3.3 定格バルブ容量：定格バルブ容量は、流量式と製作者にを使用します。よって決められます。この容量は、定義された圧力条件のもとで，ストロークを定格ストロークにしたときに、第5章試験方法バルブを流れる試験流体（空気又は水）の量で表されます。 5.1 試験方法 3.4 定格ストローク：製造者の決定するストローク。 5.1.1 3.5 シートの漏洩：定義された試験条件のもとで、閉止状態 5.1.2 のバルブから漏洩する試験流体の量。差圧のいずれか小さい方。 TYPE A 試験媒体は、10∼52℃(50∼125°F)の清浄な空気又は水。第 4 章漏洩の仕様と等級 4.1 各等級の最大許容シート漏洩量は、第 5 章に定める試験方法を用いたときに、表１のシート漏洩量を越えてはなりません。又、等級 II から IV については、全てのバル試験媒体の圧力は、3-4bar(45-60psig)、又は最大運転 5.1.3 漏洩量と圧力データは、±10%の精度を必要とします。 5.1.4 試験流体は、通常のバルブボディ入口、又は試験を実施しようとするバルブボディの入口に加えます。バルブボディの出口は、大気に開放するか、又はヘッドロスの低い測定装置につなぎます。ブに対して試験が実施されなければなりません。 TI 21F0B9 6/7 表１漏洩等級最大シート漏洩量試験方法 Class Ⅰ 4.2.1 項参照 None (4.2.1 参照) Class Ⅱ 定格バルブ容量の 0.5% Type A (4.2.2 参照) Class (5.1 参照) Ⅲ 定格バルブ容量の 0.1% Type A (4.2.3 参照) Class (5.1 参照) Ⅳ 定格バルブ容量の 0.01% Type A (4.2.4 参照) Class (5.1 参照) -4 Ⅴ 5 x 10 ml/min./inch orifice diameter/psi差圧、水による。 -12 (4.2.5 参照) (5 x 10 Class 項目 5.3.4 による ml/min.とポート径で表される漏洩量 Ⅵ Type B 3 (5.2 参照) m /sec./mm orifice diameter/bar差圧) Type C (4.2.6 参照) 5.1.5 (5.3 参照) アクチュエータを決められた運転条件に合うように調 5.2.5 ばなりません。即ち、5.1.3 項で規定されている精度が方法によって発生する正常な推力をバルブに加えます。得られるまで充分時間をかけて測定されなければなり試験差圧がバルブの最大運転差圧よりも小さい時に、多ません。大な荷重が加わりますが、この荷重を補正したり、調整 5.2.6 することは許されません。 5.1.6 漏洩量は、漏洩流量が安定したときに測定されなけれ整します。それから空気圧、スプリング、又はその他の得られた漏洩流量は、表１に示されている等級Ⅴの最大シート漏洩量の定義から計算される数値よりも大き在庫ようとして作られたためアクチュエータを持たなくなってはいけません。オリフィスの直径は、シーティいバルブボディアッセンブリーの試験は、最大のサービングポイントの直径で、最小値は 2 mm(1/6 インチ)にス条件下で製造者の期待する荷重を越えることなく、正なります。味のシート荷重を加えることのできる試験装置を使用して行います。 5.1.7 水による試験の場合には、バルブ・ボディや配管内か 5.3 5.3.1 得られた漏洩量を、表１の等級Ⅱ、Ⅲ及びⅣから計算 5.3.2 試験媒体の圧力は、最大使用差圧か、又は 3.5 bar(50 psig) のどちらか小さい方を使用します。される数値と比較します。 5.2 5.2.1 試験方法 TYPE B 5.3.3 試験流体には、10-52℃(50-125°F)の清浄水を使用し水による試験の差圧は、ANSI B16.1, B16.5，或いは、試験流体は、通常のバルブボディの入口，又は試験を実施しようとするバルブボディの入口に加えます。出口ます。 5.2.2 TYPE C-等級Ⅵ 試験媒体には、10-52℃(50-125°F)の空気、又は窒素ガスを使用します。ら、エア・ポケットをなくすように注意して下さい。 5.1.8 試験方法は、適切な測定装置につなぎます。 5.3.4 既定の運転条件（5.1.5 項、及び 5.1.6 項参照）に会 B16.34 で決められている室温に於ける最大運転圧力をう様に、コントロールバルブを調整し、漏洩流出量が安越えないサービスで要求される最大差圧か、又はそれ以定するまで充分な時間をおいて、測定した時に漏洩流量下の個別の協定で定める差圧（最低圧力ドロップ 7 が表２の値を越えてはなりません。 bar/100psig）でなければなりません。圧力測定の精度は 5.1.3 項によります。 5.2.3 試験流体は、通常のバルブボディの入口、又は試験を実施しようとするバルブボディの入口に加えます。バルブ・プラグをオープンし、出口部分、下流の配管部分を含め、バルブボディアッセンブリーを完全に水で満たしてから、バルブを閉止します。 5.2.4 水圧試験差圧には、5.2.2 項を適用します。アクチュエータを決められた運転条件に合うように調節します。正味のアクチュエータの推力は、決められた最大のものを使用します。これ以上の推力は使用してはいけません。 TI 21F0B9 7/7 表２公称ポート直径 mm インチ Ml/min. 泡の数/min*. 25 1 0.15 1 38 1-1/2 0.30 2 51 2 0.45 3 64 2-1/2 0.60 4 76 3 0.90 6 102 4 1.70 11 152 6 4.00 27 203 8 6.75 45 ＊表記の Bubbles per Minute （毎分当たりの泡の数）は適切に調整された測定装置、即ち外径 1/4 インチ(6.3 mm)、肉厚 0.032 インチ(0.8 mm)のチューブを直角にカットして、切り口をバリやかえりがないようになめらかにし、チューブの中心線が水面に直角になるようにチューブを水中 1/8 から 1/4 インチ (3∼6 mm)の深さに沈めた装置を使った場合の数値です。その他の装置も、毎分当たりの流れが正確に表示される限り使用できますが、泡の数は表示されているものとは異なります。注：バルブ・プラグの不用意なオープンから生ずる測定装置の過剰加圧を防止するために、対策がなされなければなりません。 Rev. Mar./2001 TI 21F0B9