ゲートバルブを修理する方法: 完全なステップバイステップガイド

に 修理する ゲートバルブ 、バルブを使用に戻す前に、ラインを隔離し、バルブボンネットを分解し、摩耗したパッキン、ステム、またはウェッジディスクを必要に応じて交換し、新しいシールで再組み立てし、修理の圧力テストを行う必要があります。ほとんど ゲートバルブの修理 基本的な手動工具を使用して 1 ～ 3 時間で完了でき、費用はバルブ全体の交換の数分の一です。交換用ゲート バルブの費用は、小規模住宅ユニットの場合は 50 ドルから、大型の産業用鍛造鋼バルブの場合は 5,000 ドル以上になりますが、修理キットの費用は通常 10 ～ 80 ドルです。

このガイドでは、 ゲートバルブ修理工程 : 障害を診断し、適切なツールと部品を収集し、ラインを安全に停止し、修理を実行し、結果をテストします。ステムパッキンの漏れ、ハンドホイールの固着、または圧力を保持できなくなったバルブに対処する場合でも、原則は同じです。

ゲートバルブとは何ですか?どのように故障しますか?

あ ゲートバルブ は、平らまたはくさび形のディスク (ゲート) を使用し、流体経路に対して垂直に移動することによって流れを開始または停止する直線運動遮断バルブです。スロットル用に設計されていません。完全に開くか完全に閉じる必要があります。ゲート バルブは、世界中の給水システム、石油およびガスのパイプライン、防火主管、HVAC 設備、工業プロセス プラントで使用されています。

一般的なゲートバルブの故障モード

故障モードを理解することは、あらゆる問題を解決するための最初のステップです。 ゲートバルブ repair 。最も頻繁に発生する 4 つの問題は次のとおりです。

• ステムパッキン漏れ — 最も一般的な問題。加圧された流体は、ボンネットから出るバルブステムの周りに染み出します。パッキンリングの乾燥、圧縮、損傷が原因
• 弁座漏れ（通過） — ゲートは閉じたときに座席に対してしっかりと密閉しません。磨耗、腐食、または破片による損傷を受けたシートまたは変形したゲートウェッジが原因
• ハンドル/ステムの固着または破損 - ステムのネジ山が腐食したり焼き付いたり、またはハンドルが過剰なトルクによって切断されたりします。長年使用されていないバルブによく見られる
• ボンネットガス漏れ — ボンネットとボディフランジの間の外部漏れ。ガスケットの劣化、熱サイクル、またはボルトのトルク不足が原因

表 1: ゲート バルブの故障の症状、考えられる原因、必要な修理処置、および推定難易度。

にols and Parts You Need Before Starting a Gate Valve Repair

開始する前にすべてを収集することで、修理中の遅れを防ぎ、回線が使用不能になる時間を短縮します。標準の場合 ゲートバルブ repair 、以下の工具と材料が必要です。

必須ツール

• あdjustable wrench or open-end spanners — ボンネットボルトおよびパッキングランドナット用。複数のサイズが利用可能である
• パイプレンチ — バルブ本体が自由に回転できる場合に固定するため
• パッキングフックまたはピックツール — スタッフィングボックスに傷を付けずに古いパッキングリングを取り外す場合
• ワイヤーブラシとクリーニングクロス — すべての腐食および古いガスケット材料の合わせ面を洗浄します。
• にrque wrench — 再組み立てに重要です。ガスケットの不均一な荷重を避けるために、ボンネットボルトはメーカー指定のトルクで締める必要があります
• 浸透オイル - 腐食したボルトや固着したステムを解放するため。除去を試みる 30 ～ 60 分前に塗布してください
• バルブラッピングコンパウンドとラッピングツール — バルブシートの表面を再研磨する場合にのみ必要
• 圧力計とテストポンプ — 修理後の圧力テスト用

手持ちの交換部品

• ステムパッキンリング - グラファイトまたは PTFE;スタッフィングボックスの内径とパッキンリングの断面は常に元の仕様と一致します
• ボンネットガスケット — サービスに適した素材を使用します (蒸気用にはスパイラル巻きステンレス/グラファイト、冷水用にはゴム表面、化学サービス用には PTFE エンベロープ)
• ゲートバルブ修理キット — 多くのメーカーは、バルブ モデルに固有のパッキン、ガスケット、O リングを含むキットを提供しています。これらのキットの価格は 10 ～ 80 米ドルで、部品の互換性について推測する必要がなくなります。
• 交換用ステム — 糸の摩耗が診断された場合。オリジナルと一致する立ち上がりステムまたは非立ち上がりステムを指定します
• 交換用ゲート/ウェッジディスク — ラッピングでは修正できないシート漏れの場合

ゲートバルブを修理する方法: ステップバイステップの説明

次の手順では、完全な手順を説明します。 ゲートバルブ overhaul ステムパッキン交換とボンネットガスケット交換を含む、最も一般的な 2 つの修理です。シートのラッピングに特有の手順については、以下で個別に説明します。

ステップ 1 — パイプラインを隔離して減圧する

加圧されたバルブや通電中のバルブでは決して作業しないでください。何かを始める前に ゲートバルブ repair 、次のことを行う必要があります。

• 欠陥のあるゲート バルブの上流にある最も近い遮断バルブを使用して上流の供給を遮断します。
• 下流のドレンポイントまたはブリードバルブを開いてシステム圧力をゼロに解放します。ゲージで確認してください。上流側のバルブが完全に保持されているとは考えないでください
• 温水または蒸気システムの場合は、接続部を開く前にラインが 40°C 以下に冷えるまで待ってください。
• あpply lockout/tagout (LOTO) to all isolation points if working in an industrial or commercial environment — this is a legal requirement under OSHA 1910.147 in the USA and equivalent regulations in other jurisdictions

ステップ 2 — ハンドホイールとパッキングランドを取り外す

バルブを全開位置まで開きます。これにより、ゲートがシートから持ち上げられ、ボンネットの取り外しが容易になります。ハンドホイール保持ナット (通常はハンドホイールの上のステムにある六角ナット) を取り外し、ハンドホイールをスライドさせて取り外します。スパナを使用してネジを緩めます パッキングランドナット (スタッフィング ボックス グランドまたはグランド フォロアとも呼ばれます) 反時計回りに。一部の設計では、グランドは 2 つのスタッドでボルト締めされたフランジ付きヨークです。グランドがコッキングしないように、両方のナットを均等に取り外します。グランドを取り外すと、古いパッキンリングにアクセスできるようになります。

ステップ 3 — 古いパッキンを取り出す

を使用してください パッキングフック または、尖った木製のダボ (決して鋼製ドライバーを使用しないでください。スタッフィング ボックスの穴に傷がつきます) を使用して、古いパッキン リングを 1 つずつ取り外します。リングを外すときにリングの数を数えます。交換セットでは同じ番号を使用する必要があります。糸くずの出ない布でスタッフィング ボックスの穴とステムの表面を拭きます。ライトの下でステムの表面を検査します。円周方向の溝や約 0.1 mm より深いくぼみが見られる場合は、ステムを交換します。損傷したステムの新しいパッキンは数週間以内に再び漏れます。

ステップ 4 — ボンネットを取り外す (フルオーバーホールの場合)

ボンネットガスケットを交換する場合、またはゲートとシートを点検する場合は、ボンネットを取り外します。腐食している場合は、ボンネットのスタッド ナットに浸透オイルを塗布し、30 分間待ってからナットを十字のパターンで均等に取り外します。フランジの歪みを避けるために、各ナットを一度に 4 分の 1 回転ずつ緩めます。ボンネット アセンブリを慎重に持ち上げます (ほとんどのデザインではボンネット ステム ゲートが 1 つのユニットとして機能します)。残留液体を受けるために下にトレイを置きます。検査のためにアセンブリを清潔な作業台に置きます。

ステップ 5 — ゲート、ステム、シートを検査する

ボンネットを取り外して、すべての摩耗面を徹底的に検査します。保守可能なゲート面は滑らかで平らである必要があります。線状の刻み目や穴がある場合は、シートの漏れが発生していることを示します。ステムのネジ山に摩耗、剥がれ、腐食がないか確認してください。バルブ本体シート (閉じたときにゲートが押し付ける 2 つのリング表面) に浸食マークや埋め込まれた破片がないかどうかを検査します。小さなスコアマーク (深さ 0.3 mm 未満) は、次の方法で除去できます。 バルブシートラッピング ;損傷が深刻な場合は、シート交換またはバルブ交換が必要になります。

ステップ6 — 新しいパッキンリングを取り付ける

新品をカット パッキングリング 梱包用ロープを適切な長さに調整します。ロープをステムに一度巻き付け、鋭利なナイフできれいに切り、45 度の突合せジョイントを備えたリングを作成します。リングを一度に 1 つずつ取り付け、各リングをスタッフィング ボックスに完全に取り付けてから、次のリングを追加します。漏れ経路を防ぐために、リング間でジョイントを 90 度ずらして配置します。経験則として、取り外したリングと同じ数のリングを使用します (通常は 3 ～ 5 個のリング)。過剰に梱包しないでください。ステムは自由に回転または上昇できる必要があります。

ステップ 7 — ボンネットガスケットを交換して再組み立てする

古いガスケット材料がすべて除去されるまで、ボンネットとボディのフランジ面をワイヤ ブラシと布で清掃します。残留材料があると均一なシールが妨げられます。新しいボンネット ガスケットをボディ フランジの中央に配置します (スパイラル巻き金属ガスケットにはガスケット セメントを使用しないでください。水道用の平ゴムまたは PTFE ガスケットには、ガスケット シーラントの薄い膜を使用できます)。ボンネット アセンブリを慎重にボディ上に下げ、ゲートがボディ キャビティと位置を合わせていることを確認します。すべてのボンネットのスタッド ナットを手で締め始め、メーカー指定のトルクで十字のパターンで締めます。一般的な鋳鉄製ゲート バルブの場合、ボンネット ボルトのトルクはボルトのサイズに応じて 40 ～ 80 Nm の範囲になります。常にバルブのメンテナンス ドキュメントと照合して確認してください。

ステップ 8 — グランドとハンドホイールを元に戻す

パッキン グランドを指で締めて再度取り付け、スパナで 1/4 ～ 1/2 回転進めます。パッキンがわずかに圧縮される程度です。この段階では完全に締めないでください。パッキンは圧力をかけて「慣らし」する必要があります。ハンドホイールと固定ナットを再度取り付けます。バルブを 2 ～ 3 回完全に開閉して操作し、ステムの周囲にパッキンを均等に分配します。

ステップ9 — 修理の圧力テスト

ラインに圧力をゆっくりと戻します。ウォーターハンマーや圧力サージが新しく取り付けられたパッキンやガスケットを損傷する可能性があるため、上流のアイソレータを決して急激に開かないでください。システムを通常の動作圧力にし、少なくとも 10 分間保持します。すべての接合部 (ステム グランド、ボンネット フランジ、ボディエンド接続部) に滲みの兆候がないかどうかを検査します。ステムパッキンの少量の漏れが観察された場合は、漏れが止まるまでグランドを一度に 18 回転ずつ締めます。ボンネットガスケットに漏れがある場合は、圧力を下げてボンネットボルトを均等に締め直します。 ASME B16.34 による産業用設備では、最大動作圧力の 1.5 倍の圧力テストが標準実施されています。

ゲートバルブシートの補修方法：ラッピング手順

バルブシートラッピング シートに軽度の傷や摩耗が見られる場合に、ゲート バルブのシール面を修復します。これは、ゲート面とボディ シート リングの両方から少量の材料を除去して、一致した平らなシールを作成する現場修復技術です。ラッピングは、約 0.25 ～ 0.30 mm までの損傷深さに効果的です。損傷が深刻な場合は、シートリングの交換またはバルブの交換が必要です。

1. あpply lapping compound — 中粒度のバルブ ラッピング コンパウンド (通常はオイル キャリアに含まれる炭化ケイ素、初期切削には 80 ～ 120 グリット、仕上げには 220 ～ 400 グリット) をゲート座面に薄く均一に塗布して使用します。
2. ゲートを座席に合わせて操作する — ゲートを車体シート上に下げた状態で、ステムに取り付けられたラッピング ツールまたは T バーを使用してゲートを約 30 ～ 45 度前後に回転させます。適度な下向きの圧力を加えます。短いストロークで作業し、各ストロークの間にゲートをわずかに回転させて材料を均一に除去します。
3. 頻繁に掃除と点検をする — 20 ～ 30 ストロークごとにゲートを持ち上げ、両面からすべてのラップコンパウンドをきれいな布で拭き取り、光の下で検査します。正しくラップされた表面は、接触幅全体にわたって均一なマットグレー仕上げを示します。
4. より細かい粒子への進歩 — 中程度の粒度で最初の損傷を取り除いたら、細かい仕上げ用コンパウンド (400 粒度) に切り替え、軽いストロークを 10 ～ 15 回繰り返して、洗練されたシール表面を実現します。
5. 最終洗浄 — 再組み立てする前に、きれいな溶剤で研磨剤の痕跡をすべて除去します。バルブ内に残った残留化合物は、バルブが再び使用可能になると、新たに研磨された表面を急速に損傷します。

ゲート バルブの修理と交換: どちらがより良い選択ですか?

本体が無傷で、内部が修理可能で、部品がすぐに入手できるバルブの場合、ほとんどの場合、修理がより良い選択となります。ボディに亀裂が入った場合、シートがラッピングを超えて損傷した場合、またはバルブが老朽化してスペアパーツが入手できない場合には、交換することが正しい判断となります。

表 2: コスト、ダウンタイム、状態基準などの主要な決定要素における、ゲート バルブの修理とバルブの完全交換の比較。

ゲート バルブの問題を防ぐ方法: メンテナンスのベスト プラクティス

大部分は ゲートバルブ failures シンプルで一貫したメンテナンスルーチンで予防可能です。定期的に作動させて潤滑したバルブは、産業用アプリケーションでメンテナンスを行わなかったバルブよりも 2 ～ 3 倍長持ちします。

• バルブを毎年訓練する — 少なくとも年に 1 回、すべてのゲート バルブを 1 回の全開、全閉、全開サイクルで操作します。これにより、ステムとゲートが同じ位置で固着するのを防ぎ、パッキンの潤滑が再分配されます。重要な隔離バルブについては、四半期ごとに実施してください
• ステムのネジ山に注油する — 毎年、露出したステムのネジ山に PTFE ベースまたは二硫化モリブデン グリースの薄い膜を塗布します。飲料水システムでは石油ベースのグリースを避ける
• パッキングランドの気密性を確認してください — 年次メンテナンス時に茎のしだれがないか検査します。漏れの最初の兆候が現れたら、グランドナットをさらに 4 分の 1 回転小さくすると、漏れが重大な問題に発展するのを防ぎます。
• 断熱性と耐候性を検査する — 屋外のゲートバルブは凍害を受けやすいです。バルブボックスが損傷しておらず、露出したバルブを保護する微量加熱システムが冬季前に稼働していることを確認してください。
• バルブレジスターを保守する — 各バルブの位置、サイズ、材質、最後のメンテナンス日、および見つかった欠陥を記録します。これにより、寿命が近づいているバルブを早期に特定でき、緊急修理ではなく計画的な交換が可能になります。

ゲートバルブの修理に関するよくある質問

Q1：水道の元栓を止めずに仕切弁の修理はできますか？

ほとんどの場合、いいえ。ボンネットを開けたり、圧力をかけた状態でパッキンを交換したりする修理は非常に危険であるため、最初にラインを減圧せずに行わないでください。唯一の例外は、 活荷重梱包 オンライン再梱包用に特別に設計された大型工業用ゲート バルブ上のシステム - これらは、圧力下でパッキン リングを追加できる特別なグランド配置を使用しています。これらのシステムには専門家のトレーニングが必要であり、標準バルブを即興で使用しないでください。

Q2: ゲート バルブにどのサイズのパッキンを注文すればよいかを知るにはどうすればよいですか?

2 つの測定値が必要です。 ステム直径 そして スタッフィングボックスの内径 。パッキン断面積 = (スタフィングボックス内径 - ステム径) / 2 たとえば、スタフィングボックス内径 25 mm、ステム径 19 mm の場合、パッキン断面積は (25 - 19) / 2 = 3 mm 角パッキンとなります。一般的な住宅用および軽商業用の梱包サイズは、3 mm、4 mm、5 mm、および 6 mm 四方です。推測ではなく常に測定してください。間違ったサイズのパッキンを使用すると、すぐに故障するか、ステムが操作できなくなります。

Q3: ゲート バルブのハンドルは回りますが、ゲートが動きません。何が問題なのでしょうか?

この症状は、ほとんどの場合、次のことを示しています。 ステムナット（ヨークナット）が剪断または剥離している — ステムの回転をゲートの直線運動に変換するナットが故障しました。これは、長年の使用により青銅製のヨーク ナットが磨耗した古い鋳鉄製バルブによく見られます。修理には、ボンネットアセンブリを取り外し、古いヨークナットを押し出し、新しいものを取り付ける必要があります。ほとんどの標準バルブ パターンでスペア ヨーク ナットが入手可能で、価格はバルブ サイズに応じて 5 ～ 40 米ドルです。

Q4: ゲートバルブの修理にはPTFEパッキンとグラファイトパッキンのどちらが適していますか?

PTFEパッキン 化学的に不活性で、食品グレードおよび飲料水の用途に承認されており、設置が簡単であるため、冷水および周囲水のサービス (家庭用、HVAC、飲料水) に適しています。 グラファイトパッキン PTFE が軟化する高温でもシール特性を維持できるため、熱水、蒸気、および高温の産業用途に適しています。ほとんどの住宅および軽商業用 ゲートバルブの修理 、PTFE パッキンは正しく、より実用的な選択です。

Q5: ゲートバルブの修理期間はどのくらいですか?

あ correctly performed ゲートバルブ repair 健全な本体を備えたバルブに高品質の交換部品を使用すると、長持ちするはずです 10～20年 さらに注意が必要になる前に。実際には、腐食せずに使用され、よくメンテナンスされたバルブに再梱包されたステム グランドは、通常 15 年間使用できます。最も重要な要素はステム表面の状態です。滑らかで損傷のないステムは、穴あきや腐食のあるステムに比べてパッキン寿命を劇的に延ばします。

Q6：地中に埋設されているゲートバルブの修理はできますか？

はい。ただし、アプローチはバルブのタイプとアクセスによって異なります。埋め込みゲート バルブのほとんどは、長いステムと表面レベルのバルブ ボックスを介して操作されます。この場合、バルブ本体には簡単にアクセスできず、通常、修理には掘削が必要です。のために 埋め込みゲートバルブ ステムパッキンの漏れを示す場合、専門請負業者が掘削せずにグリス注入継手を介してステムの周囲にシーラントを注入することがありますが、これは一時的な措置です。恒久的な修理または交換には、バルブ本体を露出させるための掘削が必要です。埋設バルブの作業については、必ず資格のある配管工または公共事業請負業者に相談してください。

概要: ゲート バルブ修理の重要なポイント

修理中 ゲートバルブ は、住宅用配管工事、商業建築サービス、工業プロセス プラントなどに同様に適用できる、実用的でコスト効率の高いスキルです。基本原則はすべてのスケールで一貫しています。つまり、ジョイントを開く前に隔離して減圧し、バルブが離れている間にすべての消耗シール部品 (パッキンとガスケット) を交換し、ステムとシートの表面を慎重に検査し、バルブを使用に戻す前に完了した修理を常に圧力テストします。

覚えておくべき重要なポイント:

• ステムパッキン漏れs 最も一般的なゲート バルブの故障であり、修理が最も簡単です。15 米ドルの梱包キットと 2 時間の作業で、ほとんどのケースが解決します。
• あlways replace the bonnet gasket ボンネットを取り外すたびに、圧縮された古いガスケットを再利用すると、漏れが繰り返される主な原因になります。
• ステム表面を検査する 新しいパッキンを取り付ける前に、損傷したステムを修理して長期保存するために交換する必要があります。
• ひび割れたバルブ本体は絶対に修理しないでください — バルブを完全に交換します。ひび割れた圧力含有コンポーネントの構造的完全性を確実に回復するパッチ方法はありません。
• あnnual exercising and lubrication ゲート バルブの交換は、将来の修理を回避するための最も効果的な予防保守措置です