逆流弁と逆止弁: 工業用プラスチック配管の主な違い

逆止弁と逆流弁が互換性がない理由

貯蔵タンクから水を汲み上げて水道管に注入する化学薬品投与ポンプを考えてみましょう。ポンプが停止し、吐出側の圧力がポンプ側より高くなると、媒体は逆流しようとします。逆止弁で逆流路を閉じることはできますが、飲料水の供給が保護されていることを規格検査官に証明することはできません。逆流防止装置アセンブリという意味での逆流バルブは、まさにその証明のために構築されています。2 つの独立した閉鎖要素、テストポート、およびパイプに入らずに検証を可能にする隔離戦略です。違いは、バルブを注文するずっと前から重要になります。

工学的な議論では、どちらの装置も逆流を止めるため、逆止弁は逆流弁と呼ばれることもあります。この曖昧な表現は、実際の調達リスクを生み出します。逆止弁は、1 つの可動要素を備えた単一のバルブ本体です。逆流防止装置は、非飲用媒体またはプロセス媒体が飲用供給源に入るのを防ぐように設計されたアセンブリです。保護レベルは異なり、圧力損失、設置、テスト、コストも異なります。工業用プラスチック配管システムの場合、どれが実際に必要かを知ることは、流体、接続ポイント、およびローカルの相互接続制御ルールによって異なります。

逆止弁の実際の働き

逆止弁は、一方向の流れを許可し、流れが逆になると閉じる自動 2 ポート弁です。最も単純な形では、外部ハンドル、電動アクチュエーター、手動オーバーライドはありません。閉鎖要素は、ボール、ヒンジ付きディスク、または一連のプレートのいずれであっても、前方圧力がクラッキング圧力を上回るとシートから離れ、前方の流れが停止または逆転するとシートに戻ります。

熱可塑性逆止弁の製造方法

工業用熱可塑性プラスチック配管では、接液部は UPVC、CPVC、PPH、PVDF、FRPP などの材料から機械加工または成形されます。プラスチック製逆止弁は、錆びず、液体に金属イオンを導入せず、攻撃的な化学物質にも耐えられるという点で魅力的です。内部設計は依然として金属製逆止弁に似ており、本体、シート、ディスクまたはボール、およびスプリングまたは重力復帰機構から構成されています。

• ボール逆止弁は、逆流が発生したときに湾曲したシートに落ち着くフリーフローティングボールを使用しています。
• スイング逆止弁は、ドアのように開き、重力または逆圧によって閉じるヒンジ付きディスクを使用します。
• ウェーハチェックバルブは 2 つのフランジの間に配置され、2 つのハーフディスクまたは 1 つの傾斜ディスクを備えた短い本体を使用します。
• フートバルブは、ポンプの呼び水を保持するために吸引ラインの底に配置される逆止弁です。

逆止弁ではできないこと

逆止弁は、閉じた状態では確実なメカニカルシールではありません。これは動的デバイスであるため、閉じる際にガタガタしたり、付着したり、少量の液体が通過したりする可能性があります。また、飲料供給源と汚染源との間に検査可能な障壁を提供するものでもありません。相互接続制御プログラムでは、逆止弁は通常、完全な保護アセンブリではなく、コンポーネントとみなされます。

逆止弁の設計と一般的なサービス

それぞれの設計で応答速度が異なります。バネ式ウェハ逆止弁は、重力スイング逆止弁よりも早く閉じる傾向があり、高速ポンプ システムではウォーター ハンマーに影響を与えます。ボール逆止弁はヒンジ設計よりも汚れた流体に耐えることができますが、低粘度の使用ではボールの動作が遅くなる可能性があります。プラントエンジニアがどの逆止弁を取り付けるべきかを尋ねるとき、答えはブランドの好みではなく、流体、流量、圧力プロファイル、および許容圧力降下から始まります。

逆流弁と逆流防止装置の本当の意味

逆流バルブという用語はさまざまな方法で使用されます。配管や都市の水道工事では、逆流弁は通常、飲料水の接続を保護する装置である逆流防止装置アセンブリを指します。排水工事では、建物内への汚水の逆流を防ぐために逆流防止弁が使用されます。プロセス業界の言葉では、逆流を止める逆止弁を逆流弁と呼ぶエンジニアもいます。これらの用語は、仕様を作成する前に分離する必要があります。

逆流防止装置Assy部品

一般的な逆流防止器には複数のチェック機能が組み込まれています。減圧ゾーンアセンブリには、2 つの逆止弁とそれらの間の差圧リリーフバルブが含まれています。ダブルチェックバルブアセンブリには、2 つのチェックバルブが直列に含まれています。どちらの設計でも、テスト コックと遮断バルブを使用して現場でのテストが可能です。追加のバルブにより、下流側が汚染された場合でも上流の飲料供給源を保護する測定可能なゾーンが作成されます。

これが、単一のプラスチック逆止弁が逆流防止装置として通常受け入れられない理由です。逆止弁が閉じる可能性はありますが、実際の状況でシールをテストする方法はありません。逆流防止装置はその性能を確認するために設計されています。この区別は理論的なものではありません。それは相互接続制御規格と配管規格に書き込まれています。これらの用語がコード言語でどのように扱われるかについて詳しくは、これを参照してください。 逆流防止用語ガイド .

バックウォーターバルブとチェックバルブ

バックウォーターバルブとは、排水口に設置される門状の金具です。下流下水の水位が上昇すると自動的に閉まり、建物内への汚水の流入を防ぎます。バックウォーターバルブは、化学ライン内でのプロセス流体の逆流を止めることを目的としたものではありません。圧力配管には逆止弁が使用されており、圧送流体の逆流を防止します。どちらも「逆流」という共通点はありますが、材質や規格、設置ロジックは全く異なります。

逆流弁と逆止弁の主な違い

多くの場合、圧力損失の違いが、何が設置されているかを知る最初の手がかりとなります。単一のスイング 逆止弁では、短いパイプと同様の圧力降下が発生する可能性があります。減圧ゾーンのアセンブリでは、数倍大きな圧力降下が発生する可能性があるため、エンジニアは逆流防止装置をラインに追加するときに利用可能な揚程を再計算する必要があります。逆止弁のみを使用すると、取り付けが簡単でコストも安くなりますが、同レベルの安全性や規制への準拠は得られません。

工業用配管に使用される熱可塑性逆止弁タイプ

熱可塑性プラスチックバルブと配管システムのメーカーとして、当社は逆止弁を本体、ボール、接続タイプごとに分類しています。フランジ付きの設計は、メンテナンスのためにボルトによるアクセスが必要な大規模ラインで一般的です。ユニオン設計により、パイプセクション全体を分解せずにバルブを取り外すことができます。ウェーハ設計により重量が軽減され、既存のフランジの間にフィットします。吸引ラインにはフートバルブが選択されます。化学ライン用のバルブを選択する場合、ハンドルに貼られたブランド ステッカーよりも接液部の互換性が重要です。

腐食性化学ライン用フランジ型ボールチェックバルブ この全球面のフランジ付き逆止弁は微粒子による詰まりを防ぎ、PTFE ボールのオプションを提供しているため、腐食性の化学サービスに確実に適合します。 製品を見る→

流量抵抗が少なくメンテナンスが容易なスイングチェックバルブ 最小の流れ抵抗とメンテナンスのための簡単なボンネットへのアクセスを提供するスイングアーム逆止弁は、腐食性媒体を扱う要求の厳しいプラスチック配管システムに最適です。 製品を見る→

軽量でコンパクトに設置できるウエハチェックバルブ この耐食性ウェーハチェックバルブは、面間長さが短く、工業用プラスチックラインのコスト効率を維持しながら、フランジ間の取り付けを簡素化します。 製品を見る→

逆止弁で十分な場合

• ポンプの逆回転を防ぐことだけが懸念されるポンプ吐出ライン。
• 逆流により互換性のないプロセス流体が混合される化学物質移送ライン。
• 単純な一方向バリアが操作手順で受け入れられる圧力リリーフおよびバイパスライン。
• システムが公共の飲料水供給源に接続されていない非飲用工業用水ループ。

逆流組立が必須の場合

• プロセス水と都市飲料水の間の接続。
• 飲料水に添加剤を注入する化学供給システム。
• 肥料や農薬を注入した灌漑ライン。
• テスト可能な分離が必要なボイラー供給または冷却塔接続。

ほとんどの腐食性化学用途では、単一の熱可塑性逆止弁が実際的な技術的選択となります。同じラインが飲料水との潜在的な相互接続も引き起こす場合は、接続点に適切な逆流防止アセンブリを設計に含める必要があります。 2 つのジョブを 1 つのバルブに組み合わせないでください。さまざまなプラスチック逆止弁オプションの比較については、次のページを参照してください。 工業用プラスチック逆止弁 このサイトのセクション。

圧力降下と流れの挙動

圧力降下はポンプのサイズに影響するため、逆止弁と逆流アセンブリを比較する最も直接的な方法です。逆止弁は、差圧がクラッキング圧力を超えると開きます。流れが続く間、ディスクまたはボールは部分的に持ち上げられたままになります。流路の形状と閉鎖要素の重量によって損失水頭が決まります。幅の広い本体を備えたスイング逆止弁は、小口径のばね式ボール逆止弁よりも損失水頭が低くなります。

逆流防止装置アセンブリには 2 つのチェック モジュールがあり、場合によってはリリーフ バルブも備えているため、流路はより複雑になります。損失水頭は単純に 1 つの逆止弁の 2 倍ではありません。内径の内部縮小率に応じて、3 倍または 4 倍大きくなることがあります。このため、現在逆止弁が使用されているポンプ吐出量を、利用可能なポンプ揚程を再確認しない限り、単純に逆流防止装置に交換することはできません。

材料および化学的適合性

流体が金属を侵すため、プラスチック製逆止弁が選択されます。接液材料は、使用される化学物質の濃度、温度、圧力に耐える必要があります。一般的な熱可塑性材料はすべて同じではありません。 UPVC は剛性があり、多くの酸や水の用途に対してコスト効果が高くなりますが、上限温度が低くなります。 CPVC は温度範囲を拡張し、高温の腐食性媒体に使用されます。 PPH は優れた耐薬品性と溶接性を備えています。 PVDF は高純度かつ高温の化学サービスに使用されます。 FRPP は、一部のパイプ システムの強度を高めるためにガラス繊維強化材を追加しています。

逆流弁と逆止弁の違いは、材料レベルでもわかります。飲料水の保護に使用される逆流防止装置のほとんどは、真鍮、青銅、またはステンレス鋼で作られています。これらは化学的適合性を考慮して選択されたものではありません。これらは機械的な信頼性とコードの受け入れを考慮して選択されています。一方、プラスチック逆止弁はパイプと同じポリマー系で製造できるため、真の意味でオールプラスチックのプロセスラインが実現します。これは、耐食性が最優先され、プロセス液に金属イオンを導入できないプラントでは重要です。

設置方向とスペース要件

逆止弁の故障の原因としてよくあるのは、向きです。スイングチェックバルブは重力を利用してディスクがシートに戻ります。逆さまに取り付けたり、ヒンジが間違った平面に取り付けられたりすると、ディスクが完全に閉じず、バルブが逆流状態で漏れる可能性があります。バネ式逆止弁はより多くの方向に取り付けることができますが、バネにより抵抗が増し、時間の経過とともに疲労する可能性があります。ボール逆止弁は、ボールがスプリングによってシート上に押し戻されるため、重力の影響を受けにくくなりますが、それでもボールは本体に示されている方向に取り付ける必要があります。

向きの基本ルール

• 矢印または流量マークが許容流量の方向を向くようにバルブを取り付けてください。
• ボールをシートからきれいに持ち上げる必要があるボールチェックバルブには、垂直ライザーを使用します。
• プラスチック本体に曲げ応力がかからないように、バルブの両側でパイプを支えてください。
• 洗浄や検査のために蓋やユニオンを取り外すのに十分なスペースを残しておきます。
• 流れを安定させるために必要な直管の長さを考慮せずに、ポンプの吐出口に逆止弁をすぐに設置しないでください。

逆流防止装置アセンブリには複数のチェックモジュールとテストコックが付いているため、より多くのスペースが必要です。年次テストのためにアクセス可能な状態にしておく必要があります。多くの所有者は、気候によりラインが凍結する可能性がある場合、暖房付きの囲い内の地上より高い位置に設置することを好みます。機器のスキッド内の 1 つの逆止弁を配管に埋め込むことができるため、機械的損傷のリスクが軽減されますが、メンテナンスが困難になります。システムを頻繁に清掃する必要がある場合は、長いボルト セットを備えたフランジ付きアセンブリよりも、ユニオン タイプのプラスチック製逆止弁の方が簡単に取り外すことができます。

メンテナンスと一般的な故障モード

逆止弁は、ポンプが逆回転し始めるか、ラインの呼び水が失われるか、混合タンクに間違った化学薬品が入るまで忘れられることがよくあります。逆止弁には外部に可動部品がないため、内部のディスク、シール、またはスプリングが外側から見えなくても故障する可能性があります。定期的な点検が問題を早期に発見する唯一の方法です。

逆流防止装置のメンテナンス方法は異なります。両方のチェックバルブが圧力を保持していること、およびリリーフバルブが正しい差動で開くことを確認するには、認定されたテストが必要です。テスト間隔は通常、地元の水道業者によって設定されます。逆流防止器はただ掃除するだけではありません。それは校正されたメーターで検証されます。これは、たとえ逆止弁が設置された日に逆流を物理的に止めることができるとしても、調整された水道接続において逆流弁として扱うことができないもう 1 つの理由です。

用途に応じた適切な製品の選択

逆流バルブと逆止バルブのどちらを選択する最も簡単な方法は、保護する必要があるものを正確に特定することです。境界が 2 つの非飲用サービスの間のプロセス ラインである場合、通常は逆止弁で十分です。境界に飲料水が含まれる場合、相互接続制御規則に準拠した逆流防止装置が必要です。境界が建物の排水口の場合は、逆止弁ではなく背水弁が適切な製品です。

一般的な工業用プラスチック配管システムの場合、選択順序は次のようになります。流体の特定、接続タイプの特定、必要な保護レベルの確認、圧力損失の計算、次に逆止弁または逆流アセンブリの選択です。経験豊富な熱可塑性バルブ メーカーは、正しい材料と接続スタイルの逆止弁を供給できますが、逆流防止装置を設置するかどうかの決定は、通常、バルブの好みではなく、プロジェクトの仕様と現地の規制によって決まります。

よくある質問

逆止弁を逆流防止器として使用できますか?

用途が飲料水相互接続コードによって規制されている場合、逆止弁を試験可能な逆流防止器の代替品として使用することはできません。逆止弁には閉鎖要素が 1 つだけあり、テスト ポートはありません。逆流を止めることはできますが、逆流防止アセンブリが提供するように設計されている検証済みの二重バリア保護は提供しません。

逆流弁は逆止弁と同じですか?

いいえ。逆流防止弁は、下水が建物内に逆流するのを防ぐために排水ラインに設置されています。逆止弁は圧力ラインに取り付けられ、ポンプで送られる流体やプロセス流体の逆流を止めます。動作原理は似ていますが、製品に互換性はありません。

ケミカルポンプの吐出に逆流弁は必要ですか?

化学ポンプの吐出ラインが飲料水の供給源から隔離されており、プロセス流体の逆流のみが懸念される場合は、通常は熱可塑性逆止弁で十分です。ポンプの吸引またはすすぎ水の接続が飲料水の供給に接続されている場合、システムにはその接続点に適切な逆流防止装置も必要です。

逆流防止器にはなぜ逆止弁が2つあるのですか？

2 つの逆止弁により冗長性が確保されています。ダウンストリーム チェックが失敗した場合でも、アップストリーム チェックは終了します。 2 つのチェック間のスペースは、リリーフバルブまたはテストコックを使用してテストまたは監視することもできます。単一の逆止弁にはバックアップもテストポイントもないため、同じレベルの保証を提供することはできません。

圧力損失が最も低いプラスチック製逆止弁はどれですか?

スイング逆止弁は、ディスクが持ち上げられたときに全口径が開いたままになるため、一般にプラスチック製逆止弁の中で圧力損失が最も低くなります。ウェハスプリングチェックバルブはコンパクトですが、スプリングにより多少の抵抗が生じます。ボール逆止弁は、ボールが流路を部分的に遮断するため、圧力降下が大きくなる可能性があります。正確な値はバルブのサイズ、流量、本体の設計によって異なるため、ポンプのデューティを最終決定する前にメーカーの流量曲線をリクエストしてください。