接続方法

ここではバタフライ弁の接続方法について説明します。4種類の接続方法があるので、使用用途にあわせてご参照ください。

バタフライ弁の接続方法は4種類

フランジ形

フランジ形の仕組み

バルブと配管の接続部分が「つば状」になっていて、つば(フランジ)とつばをボルト・ナットで接続します。一般的によく使われている接続方法です。

フランジ接続は「ネックフランジ」と「ラップジョイントフランジ」の形式に分類できます。

  • ネックフランジ
    ネックフランジでは管と突合せ溶接で接続しており、疲労に強いのが特徴。そのため高温・高圧の配管に用いられています。
  • ラップジョイントフランジ
    ラップジョイントフランジでは遊合型フランジともいわれており、管とフランジの溶接固定を行いません。ラップジョイントと呼ばれる端部につばのついた部品と組み合わせて使用し、フランジ同士をボルト固定する際には管を回転させることが可能です。

フランジ形のメリット

大小問わず幅広いサイズに対応していて、低圧から高圧まで使用できます。取り外しが容易なので、バルブや弁のメンテナンスがしやすいです。そのため、粉身体や粘性流体など、内部が詰まって掃除が必要な配管で重宝されます。

フランジ形の注意点

ボルトと配管のつばとつばをボルト・ナットで接続するため、ねじ込み形などに比べると多くの部品が必要です。

ウェハー形(フランジレス形)

ウェハー形の特徴

バルブを挟む両端の配管フランジで、挟み込んで接続します。

両側のフランジで挟み込むため通常のボルトは使用せず、両側にねじが切られたスタッドボルトを使用します。なお、緊急時などでスタッドボルトが手元にない場合は、寸切りボルトで代用することもあります。

ウェハー形のメリット

バルブに配管フランジを付ける必要がないので、軽量でコンパクトです。そのため、バルブの位置決めが簡単にできて効率的に作業できます。また、面間が短いので、狭い場所や入り組んだ場所にも対応可能です。

ウェハー形の注意点

通常のボルトではなくスタッドボルトを使用するので、早急にボルトが必要なときに対応が難しいことがあります。

ねじ込み形

ねじ込み形の特徴

テーパねじや平行ねじなどの管用ねじで接続します。低圧力(圧力1Mpa以下)、小さいサイズ(2インチ以下で50A)の配管で使用されます。

ねじ込み形の接続端にはめねじが切ってあり、おねじを切った配管をねじ込んで接続します。
めねじ側にはチーズやエルボといった配管継手が用いられ、直線方向に配管をつなげたい場合はユニオンという部品を使用しシールテープなどを巻き付けて漏れを防止します。

なお、ねじの切り方にはテーパとストレートがありますが、互換性がなく、サイズが同じでも異なる切り方同士では使用できないため注意しましょう。

ねじ込み形のメリット

フランジ形は接続の際に多くの部品が必要ですが、ねじ込み形はねじを加工するだけなので、簡単に接続できます。さらに、接続部品が少なくて済むのでコストパフォーマンスが良いです。

ねじ込み形の注意点

ねじを加工しているので、破損してしまうと修復が難しいでしょう。そのため、破損時は新しくねじを加工する必要があります。

溶接形(突き合せ溶接、差込溶接)

溶接形の特徴

バルブと配管を溶接して接続します。差し込み溶接形バルブは2センチ以下の小サイズに使用、突合せ溶接形バルブはサイズを問わず幅広く使用されています。

  • 突き合わせ溶接
    突き合せ溶接ではバルブと管を突き合せて溶接します。バルブ・管ともに突合せ部に面取り(開先)加工を施し、溶接しやすいようにしておきます。
  • 差込溶接
    差込溶接ではあらかじめバルブの溶接端をソケット状(メス形)にしておき、管を差し込んでから溶接します。

溶接形のメリット

強度が高く、熱や振動などの外力にも耐えられます。また、流体が漏れることがありません。そのため、高温・高圧の配管系に優れていて、石油や化学装置関連で重宝されています。

溶接形の注意点

熱や振動に耐えられる強度があり、漏れの心配もほとんどありませんが、その分バルブが高価になります。

設置時の注意点

流量調整用のバルブは吐出側に入れる

基本的に流量調整用のバルブは吐出側に設置します。吸入側に設置した場合、バルブを締めたときの吸入圧の減少によって配管内に気泡が生じ、キャビテーション発生の原因となります。

弁閉時の水圧荷重への対応

バルブを全閉すると弁体に水圧荷重が働き、推力がかかります。そのため推力を管路で支えるような設計にすることが大切です。また、全閉時に弁体に作用する水圧の方向が上下流の両方向から作用する管路に設置される場合、各方向からの推力に対応できる設計にする必要があります。

メンテナンススペースをあらかじめ設ける

設置時にはメンテナンスのためのスペース確保にも注意しましょう。たとえばフランジ接合のバルブの場合、メンテナンス時にフランジボルトを締め付けるなど作業スペースが必要なケースもあります。また、道路下などにバルブを設置する場合、点検時の鉄蓋開放で路面交通に支障が出ないように配慮することが大切です。

なお、バルブの設置時には前後に伸縮継手や継輪を設け、バルブを配管部から取り出せるようにしておきます。取り出しが容易な状態にしておくことでトラブル時にもスムーズに対応できるでしょう。

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