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トリムの材料

トリム材料 図

調節弁におけるトリムとは、バルブプラグ、ケージ、シートリング、バルブステムを言い、バルブの心臓部にあたるところです。トリムは直接流体に接すると同時に流体エネルギーの変化を受けるため、キャビテーションやフラッシングの影響の最も多いところです。

したがって、一般に本体材料より一段グレードの高い材料を選定する必要があります。標準的に使用される材料としてはSUS304(SCS13A)、SUS316(SCS14A)ステンレス鋼があげられます。

流体差圧−温度が高い場合や、キャビテーション、フラッシングなどの恐れがある時、スラリーを含む流体の場合は、硬化処理が必要になります。

硬化材料の種類

■熱処理硬化

析出硬化材S U S 6 3 0 ステンレス鋼: 耐食性はSUS304 と同程度で使用温度限界は、− 20 ℃〜+400 ℃です。
SUS440B ステンレス鋼: 使用温度限界は、− 20 ℃〜+ 400 ℃です。

■溶着硬化処理

CoCrアロイ: Co、Cr、W の合金で、その特長は高温においても硬度・強度が大きいこと、酸化されにくい こと、摩耗係数が比較的小さいこと等です。
したがって高温高差圧用の溶着硬化処理材料として最適です。(CoCrアロイは、従来ステライト®の名称で記載していましたが、一般名称に変更しました。)

■化学的硬化

アトムロイ:金属の表面にW、Mo、Cr、Co、V、Ti 等を高温で拡散浸透させ、超硬合金層を形成するものです。 内部層はその母材の物理的性質(靱性その他)のままで、表面層のみを

  • (1) 高硬度
  • (2) 耐摩耗性 
  • (3) 耐焼き付き性

を向上させます。
但し、表層の合金層は炭化物を含んでいるので強アルカリ、強酸以外に使用します。

■溶射による硬化

セラミックス溶射:ボデー内面にセラミックス(Al2O3)を溶射しセラミックス層を形成することにより耐摩耗性を飛躍的に向上させます。

各材料の硬度比較

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CoCrアロイ溶着硬化処理

トリム部の弁座面は高い耐食性と耐摩耗性を要求されます。この厳しい条件をみたすため、一般的な方法として、弁座面に異種金属を溶着し表面硬化を施行しますが、その代表的な金属がCoCrアロイ(Co-Cr 合金)です。

CoCrアロイは硬度が非常に高く、耐食性・耐摩耗性に優れ、赤熱状態においても硬度が低下しない特性をもっています。したがって、ますます高温・高圧化が進むパワープラント・ケミカルプラントなどのバルブ弁座溶着材料として不可欠な金属です。

CoCrアロイ溶着硬化処理 図

下図は3800形シリーズのグローブ弁でCoCrアロイ施行を必要とする目安を表したものです。

A :CoCrアロイ不要  B :CoCrアロイシート(ST-S)  C :CoCrアロイフェイス(ST-F)
D :CoCrアロイフェイス+ガイドブッシュ・ガイドポストCoCrアロイ(ST-F+GPS)
E :CoCrアロイシート+ガイドブッシュ・ガイドポストCoCrアロイ(ST-S+GPS)

CoCrアロイ溶着硬化処理 図2

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