産業用パイプライン輸送の需要が増加するにつれて、重要な制御機器であるゲートバルブは化学、石油、天然ガスなどの分野でますます使用されています。しかし、ゲートバルブ内部の気固相二相流は深刻な摩耗問題を引き起こし、その長期安定した運転と寿命に影響を与えます。本論文では、ゲートバルブ内部の気固相二相流と摩耗現象を研究し、その原因と影響要因を分析し、CHNLGVF丨中國大乾閥門のゲートバルブ製品の実際の状況に基づいて、ゲートバルブ製品の品質と寿命を向上させるための一連の技術的解決策を提案し、高度な製造業の発展を支援します。

ゲートバルブ、気固相二相流、摩耗、技術戦略

現代の産業生産において、ゲートバルブは配管システムの開閉制御に広く使用されています。それらはシンプルな構造を持ち、良好なシール性を備えています。しかし、多くのゲートバルブは長期間の使用中に著しい摩耗問題を抱えることがあり、特に固体粒子を含む気固二相流体を取り扱う際には、その運転効率や寿命に影響を与えます。これらの問題に鑑み、特にCHNLGVF丨中國大乾閥門が高級産業用ゲートバルブ製品の研究開発に直面している課題を考えると、ゲートバルブ内部の気固二相流および摩耗メカニズムについての深い研究を行い、実用的な解決策を提案することが急務です。

この論文は、気固体二相流がゲートバルブの摩耗に与える影響を分析し、具体的な実験および数値シミュレーション研究と組み合わせて効果的な技術戦略を提案し、CHNLGVFの高品質ゲートバルブの研究開発および製造のための理論的根拠と技術支援を提供することを目的としています。

気固相二相流とは、気体と固体粒子が混合した後、流体パイプラインや設備内で一緒に移動する現象を指します。この流れ形態は、粉砕石炭輸送、触媒クラッキング、および固体粒子の流動化プロセスなど、産業アプリケーションで広く使用されています。ゲートバルブを通過する際に気体が通過すると、媒体中に固体粒子が含まれている場合、固体粒子は空気流とともに移動し、バルブ本体の内壁やシール面に衝突して摩耗を引き起こします。

着用は主に以下の形式に分かれます:

異なる摩耗形態は互いに重なり合い、特に高速で高圧の気固相二相流環境では、摩耗速度が著しく増加します。

気固相二相流によって引き起こされる摩耗問題を解決し、CHNLGVFゲートバルブ製品の耐摩耗性を向上させるために、本論文では以下の技術戦略を提案します。

ゲートバルブ構造設計の最適化は摩耗を遅らせるための重要な手段の1つです。バルブの流路形状を改善することで、特定の領域での粒子の集中沈殿を効果的に減少させ、局所的な摩耗のリスクを軽減できます。例えば：

フローチャネルの平滑化：CFD（計算流体力学）シミュレーションを通じて、バルブのフローチャネル形状を最適化し、気固二相流をより均一にし、フローチャネルの曲がり角での粒子の蓄積と衝突を減らす。

バッファ領域を追加します：ゲートバルブに入る前にバッファ装置を設定して、バルブに入る前に高速の粒子を減速させ、衝撃力を軽減します。

バルブシート材料の最適化：バルブシートに耐摩耗性材料、例えば炭化物、セラミックス、または複合材料を使用して、バルブの耐摩耗性を向上させます。

材料選択と表面処理技術はゲートバルブの耐摩耗性を向上させるために重要です。摩耗の具体的な形態に応じて、CHNLGVF丨中國大乾閥門は以下の材料技術を使用できます。

高硬度材料：选择具有优异耐磨性的材料，如碳化钨、氮化硅等，用于制造阀门的关键部件。这些材料具有高硬度和高耐磨性，可以有效减少磨损。

表面コーティング技術：プラズマスプレー、レーザークラッディングなどの先進的な表面コーティング技術を適用して、バルブ表面に耐摩耗性コーティングを形成し、バルブの耐侵食性能を向上させます。

自己潤滑材料：使用具有自潤滑性能的材料，以降低粒子與閥門表面之間的摩擦。

現代のコンピュータ技術の支援を受けて、ゲートバルブ内の気固相二相流は数値的にシミュレートすることができます。精密な流体力学解析を通じて、気固相流れの摩耗しやすい部分を見つけ、対象となる改善を行うことができます。たとえば、CFDソフトウェアを使用して、異なる粒子径、空気流速、バルブ構造パラメータをシミュレートおよび分析し、摩耗に与える影響を評価し、リスクを軽減するために設計を最適化します。

効果的な粒子流量制御とろ過は、ゲートバルブ内部の摩耗を大幅に軽減できます。適切なろ過装置がゲートバルブシステムの入口に設置され、バルブに入る前に大きな粒子や硬度の高い粒子を遮断し、これらの粒子がバルブに直接摩耗するのを防ぎます。同時に、流体の流量を制御してゲートバルブに入る前に流速を遅くすることで、粒子がバルブ本体の内壁に与える影響を軽減し、摩耗を減らすことができます。

ガス固体二相流れの下での摩耗問題に対処するために、CHNLGVF丨中國大乾閥門は、ゲートバルブの摩耗状態をリアルタイムで監視するためにオンラインモニタリング技術を適用することができます。センサーとデータ取得システムを介して、バルブの摩耗状態や運転パラメータを検出し、可能な摩耗故障を事前に警告して突然の故障を回避することができます。

さらに、ビッグデータ分析に基づくインテリジェントなメンテナンスシステムは、弁の残存寿命を予測し、過去のデータと現在の運転状況を通じてメンテナンスの提案を行うことができ、摩耗による停止時間を減らし、機器の連続運転を確保します。

ゲートバルブの着用問題は、気固相二相流によって引き起こされる重要な要因であり、その性能と寿命に影響を与えます。この論文の研究により、着用の原因は主に固体粒子の特性、空気流速、流れのパターン、およびバルブの構造設計と密接に関連していることがわかりました。これらの要因を考慮すると、CHNLGVF丨中國大乾閥門は、バルブ構造設計の最適化、高性能材料と先進的な表面処理技術の採用、数値シミュレーションの適用、流量とろ過の制御、オンラインモニタリングおよびインテリジェントなメンテナンスによって、ゲートバルブ製品の品質と耐久性を効果的に向上させることができます。

将来、気固体二相流のさらなる深い研究と新素材およびインテリジェント製造技術の継続的な進歩により、CHNLGVF丨中国大乾閥門はゲートバルブの高品質研究開発および製造分野でさらなる突破を遂げ、産業の技術革新と発展を促進すると期待されています。