高圧制御弁のケージが故障する原因は？浸食、キャビテーション、摩耗

ポートの拡大、流路の腐食、ガイドボアの傷などは、制御弁ケージの故障の原因となります。これらの表面はそれぞれ異なる機能を担っているため、損傷の影響も弁によって異なります。交換用ケージには、コバルト合金6が、作動面における浸食、摩耗、焼き付きに対する優れた耐性を兼ね備えています。

コントロールバルブケージが摩耗する箇所

ポート（流路開口部）の縁と壁は、絞り込まれた流体にさらされます。流れによって運ばれる砂、スケール、その他の硬い粒子は、これらの表面を削り、侵食し、縁を丸くして開口部を拡大させる可能性があります。バルブを通過する際の大きな圧力降下は、局所的な流速を高め、この損傷を悪化させる可能性があります。

液体を扱う場合、キャビテーションによってケージ表面にピット（凹み）が生じることがあります。局所的な圧力低下によって蒸気泡が発生し、圧力が回復すると泡が崩壊します。金属表面付近でこの崩壊が繰り返されることで、金属が除去されます。これは、粒子がポート壁を削るのとは異なるメカニズムです。

ケージの穴がプラグをガイドする部分では、摺動嵌合部に挟まった粒子が摩耗傷を引き起こす可能性があります。また、金属同士が直接接触すると、凝着摩耗や焼き付きが発生し、表面に傷や金属の転移が生じることもあります。これらの痕跡は、高速流路だけでなく、摺動嵌合部でも発生します。

ケージの損傷がバルブの動作に及ぼす影響

プラグが移動すると、ケージポートの露出範囲が増減し、流量が調整されます。摩耗によってポートが拡大したり、形状が変化したりすると、同じプラグ位置と圧力降下でも、バルブの流量が変化する可能性があります。この影響は、摩耗によってバルブの低ストローク時に使用される小さな開口部が変化する場合に特に顕著です。

ガイドボアの摩耗はプラグ周囲のクリアランスを増加させ、深い傷や焼き付きはスムーズな動きを妨げる可能性があります。ポート形状またはガイド寸法がバルブメーカーのサービス限界を超えた場合、ケージを交換することで規定の形状が回復します。交換材料は、作動媒体および摺動接触に同じ作動面がさらされるため、重要になります。

交換用ケージにコバルト合金6を使用する理由

コバルト合金6は、コバルトを主成分とするマトリックス中にクロムを主成分とする炭化物を含む、コバルト・クロム・タングステン・炭素合金です。炭化物は研磨材による材料除去に対する耐性を高めるとともに、金属同士の接触時に焼き付きを防ぐ効果も発揮します。この特性の組み合わせは、流体に曝される表面と摺動ガイド穴の両方を有するケージにおいて特に有効です。

ポート部および流路壁面においては、耐侵食性によって材料損失を抑制し、加工形状を維持する。ガイドボアにおいては、耐摩耗性および耐焼き付き性によって摺動面を保護する。

SYTOP製カスタムソリッドCOCRIX 6バルブケージ

SYTOP社は、自社ブランドのコバルト合金6であるCOCRIX 6を用いて、図面、寸法要件、または新品未使用のサンプルに基づいて、堅牢なバルブケージを製造しています。カスタマイズには、ポート形状、内径および外径、端面寸法が含まれ、幾何公差と表面仕上げは確認済みの要件に従って製造されます。

交換用ケージについてご相談いただく場合は、図面と必要数量をお送りください。図面がない場合は、寸法要件または新品未使用のサンプルの詳細をご提供ください。SYTOPが製造要件を確認し、お見積もりを作成いたします。

メール:sales@cocralloy.com| WhatsApp / WeChat:+86 130 0924 9727

技術参考文献

• エマーソン：制御弁ハンドブック

• ヴァルメット：液体の流れとキャビテーション

• Flowserve：マルチZ型汚損対応制御弁

• バルメット：バルブトリムの摩耗と表面性能

• Deloro：Co6合金データシート