フローティング式ボールバルブとトラニオン式ボールバルブの違い

フローティング ボール バルブとトラニオン ボール バルブの設計では、バルブ本体内でボールがサポートされる方法が異なります。

フローティング ボール バルブには、自由に動き、圧力が加えられると「浮く」ボールが付いています。

一方、トラニオンマウント型ボールバルブは、ボールが機械的に固定されているのが特徴です。

この構造上の違いにより、どのバルブがより高い圧力に対応できるか、どのバルブでより少ない操作力が必要か、どのバルブが大口径のアプリケーションでより優れた性能を発揮するかが決まります。

 フローティングボールバルブとは何ですか?

フローティング ボール バルブの設計では、ボールには機械的な固定システムがなく、シールは完全に流体圧力に依存します。

圧力が高まると、ボールが下流のシートに押し付けられ、しっかりと密閉されます。

この圧力補助機構により、システム圧力が高くなると実際にシール性能が向上します。

主な機能:

• 部品数が少なくシンプルな構造のため製造コストを削減
• 圧力によってボールがシートに押し付けられ、セルフシール性能が向上します。
• 同等のトラニオンバルブ設計よりも30-50%のコスト削減
• コンパクトで軽量な設計により、狭いスペースにも簡単に設置できます。

ほとんどのフローティング ボール バルブは、直径最大 6 インチ、圧力定格最大 1,480 PSI (クラス 600) のアプリケーションで最適に機能します。

トラニオンボールバルブとは何ですか?

トラニオン ボール バルブは、上部と下部の両方の位置でシャフト (トラニオン) によって機械的に固定されたボールを備えています。

この設計により、極端な圧力下でもボールがバルブ本体内で動くのを防ぎます。

スプリング式のシートが固定ボールに向かって移動してシールを形成し、圧力の変化に関係なく一貫したパフォーマンスを保証します。

機械サポート システムは、シートとステムに力を集中させるのではなく、トラニオン ベアリング全体に圧力負荷を分散します。

主な機能:

• ボールは固定された位置にあり、圧力による動きを排除します。
• 動作トルクはすべての圧力範囲で一定に保たれます
• 要求の厳しいアプリケーションで最大6,000 PSIの圧力に対応
• 6～48インチの大きなサイズでも効果的に機能します

トラニオン バルブは、最大 6,170 PSI (クラス 2500) の圧力と最大 48 インチ以上のサイズに対応できます。

フローティングボールバルブとトラニオンボールバルブの技術比較

フローティング ボール バルブとトラニオン ボール バルブは、特定のアプリケーションへの適合性に直接影響するいくつかの重要なパフォーマンス領域で異なります。

詳しく見てみましょう:

圧力性能分析

圧力処理は、これらのバルブ タイプ間の基本的な違いを表します。

フローティング ボール バルブでは、圧力が上昇するとトルクが指数関数的に増加するため、800 PSI を超えると操作がますます困難になります。

1,000 PSI では、4 インチ フローティング バルブには大気圧よりも 300 ～ 400% 高い動作トルクが必要です。

トラニオン ボール バルブは、機械的な負荷分散により、圧力範囲全体にわたって一貫したトルク要件を維持します。

この一貫性により、高圧アプリケーションにおける信頼性の高い自動化と予測可能なパフォーマンスが可能になります。

サイズと流量分析

実際のアプリケーションでは、サイズ機能により、フローティング設計とトラニオン設計が明確に区別されます。

ボールの重量と油圧の力により、6 インチを超えるとフローティング設計は実用的ではありません。

トラニオン バルブは、機械的なサポート システムを通じて大口径を効果的に処理します。

流量係数（Cv）の比較：

アクチュエータの要件とエネルギー効率

アクチュエータのサイズとエネルギー消費量は、フローティング設計とトラニオン設計で大きく異なります。

これらの違いは、自動化コストと長期的な運用コストに直接影響します。

サイズと圧力によるトルク要件:

トラニオンバルブ用の電動アクチュエータは容量が 30-50% 少なくて済むため、初期コストとエネルギー消費が削減されます。

空気圧システムでは、供給圧力要件が低くなり、空気消費量が削減されるという利点があります。

メンテナンスと耐用年数の比較

メンテナンス要件とサービス間隔は、2 つのバルブ タイプ間で大きく異なります。

トラニオン設計により、バルブをパイプラインから取り外すことなくシートを交換できるため、メンテナンスのダウンタイムが 60-80% 短縮されます。

トラニオン バルブの耐用年数が長くなると、個々のサービス費用は高くなるものの、総メンテナンス コストは低くなることがよくあります。

バルブ選択ガイド：正しい選択を

包括的なバルブ選択ガイドでは、圧力、サイズ、自動化要件、ライフサイクル コストなど、複数の要素を考慮する必要があります。

システム圧力は主な選択基準であり、1,000 PSI 未満ではフローティング設計が最適で、1,500 PSI を超える場合はトラニオンが必要になります。

バルブのサイズによって、もう 1 つの明確な決定ポイントが生じます。動作トルクの要件により、6 インチを超えるフローティング設計は実用的ではありません。

圧力-サイズ選択マトリックス

小さいサイズ（1～3インチ）:

• コスト効率のためにフローティングは最大2,500 PSIまで推奨
• 自動化互換性のために600 PSI以上のトラニオンが有利

中サイズ（4～6インチ）:

• 適切なアクチュエーターを使用すれば、最大1,480 PSIまで浮上可能
• 800 PSI以上または頻繁に操作する場合はトラニオンが推奨されます

大きいサイズ（8インチ以上）:

• あらゆる圧力アプリケーションに必要なトラニオン
• 運用上の制限によりフローティング設計は推奨されません

自動化に関する考慮事項

自動化アプリケーションでは、アクチュエータのサイズ要件により、トラニオン設計が優先されます。

600 PSI の 4 インチ フローティング バルブ用の電動アクチュエータには、同等のトラニオン設計の 200 in-lbs に対して、最低 500 in-lbs の容量が必要です。

空気圧アクチュエータにも同様の利点があり、トラニオン バルブでは 80 ～ 100 PSI の供給圧力が必要ですが、圧力下のフローティング設計では 120 PSI 以上の供給圧力が必要です。

この効率により、アクチュエータが小型化し、エネルギー消費が削減され、機器の耐用年数が延長されます。

コスト分析と投資収益率

通常、同等のトラニオン設計と比較すると、初期購入コストは 30-50% のフローティング ボール バルブの方が有利です。

ただし、総所有コストの計算では、運用効率と保守コストを含めると異なる結論が導き出されます。

ライフサイクルコスト要因:

• アクチュエータのサイズとエネルギー消費
• メンテナンスの頻度と複雑さ
• 耐用年数の予想
• ダウンタイムコストと安全性の考慮

高圧用途の場合、トラニオン バルブはメンテナンスの削減と運用効率の向上により、3 ～ 4 年以内にコストが同等になることがよくあります。

自動化アプリケーションでは、アクチュエータ要件が小さく、トルク特性が一定であるため、トラニオン設計が好まれます。

業界標準とコンプライアンス

フローティング ボール バルブとトラニオン ボール バルブは両方とも、安全性と性能に関する厳格な業界標準を満たす必要があります。

API 6D認証 1.5 倍の定格圧力で 15 分間の圧力テスト (シェル テスト) と、シート全体で 1.1 倍の定格圧力での圧力テストが必要です。

API 607に準拠した火災試験 バルブを 1,400°F に 30 分間さらし、最大許容漏れ量を直径 1 インチあたり 5 ml/分とします。

排出ガス規制遵守 API 622 では、1,500 回の熱サイクルにわたってメタン漏れを 100 ppm 未満に制限します。

サイクル試験要件は、フローティング設計の場合は最低5,500サイクル、トラニオンバルブの場合は全圧力定格で10,000サイクルを指定しています。

CTGVプロフェッショナルバルブソリューション

CTGV Valve Group は、包括的な API 認証と業界コンプライアンスに準拠したフローティング ボール バルブ設計とトラニオン ボール バルブ設計の両方を製造しています。

私たちの 高圧鍛造フローティングボールバルブ 150 ～ 6,170 PSI の圧力能力を備え、クラス 150 ～ 2500 のパフォーマンスを実現します。

CTGVのトラニオンボールバルブラインは、要求の厳しい用途において、長寿命化を実現する機械式サポートシステムにより優れた性能を発揮します。当社のエンジニアリングチームはお客様と緊密に連携し、具体的なアプリケーション要件を分析し、最適なバルブ選定をご提案いたします。プロジェクトのニーズについてご相談いただければ、専門家によるバルブ選定のアドバイスをご提供いたしますので、お気軽にお問い合わせください。 工業用バルブ 私たちのプロジェクトのために。