工業用流体制御、給排水、石油化学など多くの分野において、バルブは重要な「スイッチ」です。その中でも、シール性能はバルブの品質を測る中核的な指標です。シール面の材質に基づいて、バルブは主に以下の種類に分類されます。ソフトシートバルブとメタルシート（ハードシート）バルブシステムの安全性、安定性、経済的な運用を確保するには、それらの違いを理解し、正しい選択を行うことが不可欠です。
I. 主な違い：ソフトシート vs. メタルシート
基本的な違いは、バルブシートと閉鎖部材（ディスク、ボール、ウェッジなど）間の接触シール面に使用される材料の硬度にあります。
1. ソフトシートバルブ
- シーリング材:シーリングペアの片側には、通常、次のような非金属の柔らかい材料が使用されます。
- エラストマー （ニトリルゴムNBR、EPDM、フッ素樹脂FKMなど）
- プラスチック（PTFE、強化PTFE、ナイロン、PEEKなど）
- 動作原理: 依存する 弾性変形柔らかい素材を使用して、シール面の微細な欠陥を埋め、ぴったりとフィットさせて漏れゼロ、または非常に高いレベルのシールを実現します。
- 利点:
- 優れた密閉性: 達成できる 気泡をしっかり遮断（例：ANSI クラス VI）、非常に効果的なシーリングを実現します。
- 必要なシールトルクが低い:素材が柔らかいため、変形させて密閉するのに必要な力が少なく、操作が容易になります。
- 微粒子に対するある程度の許容度:小さな不純物は、密閉性を損なうことなく柔らかい素材に埋め込まれる場合があります。
- 低コスト:ソフトシートは一般的に、製造や交換にかかるコストが低くなります。
- デメリット:
- 耐熱性が低い:非金属材料は一般的に高温に耐えられません。通常、以下の範囲の媒体に適しています。-20℃～180℃（具体的な材質によって異なります。PTFE は高く、エラストマーは低くなります）。
- 耐摩耗性および耐侵食性が低い:高速度の流体や硬い粒子を含む媒体は、柔らかいシール面を急速に切断、摩耗、損傷させ、シールの故障につながる可能性があります。
- 化学的適合性に限界あり:PTFE は耐薬品性に優れていますが、エラストマーは特定の媒体に基づいて慎重に選択する必要があります。
- 老化:エラストマー材料は紫外線やオゾンなどにさらされると劣化し、脆くなります。
代表的なバルブ:ソフトシートバタフライバルブ、ソフトシートボールバルブ、ダイヤフラムバルブ。
2. 金属シートバルブ
- シーリング材:シーリングペアの両側は、金属材料、または金属と硬質非金属材料の組み合わせで作られています。一般的な組み合わせは以下のとおりです。
- ステンレス鋼 + ステンレス鋼 (SS vs SS)
- ステライト合金 + ステライト合金
- 硬化合金 + 硬化合金
- 金属 + セラミック
- 動作原理:金属本来の硬度、極めて高い表面仕上げ、そして精密な形状（線接触、ボール接触など）によってシーリングを実現します。通常、2つの硬い表面をしっかりと押し付けるには、ソフトシートに比べてはるかに高い締付力が必要です。
- 利点:
- 耐高温性: 使用可能 高温用途（最高600°C以上）、蒸気や熱油システムなど。
- 優れた耐摩耗性と耐侵食性: 研磨剤を含むメディアに最適粒子、粉末、スラリーなど
- 耐高圧性: 高い機械的強度で、高圧用途.
- 耐老化性、長寿命：金属素材は安定しており、劣化しにくいため、過酷な条件下でも柔らかいシートよりもはるかに長い耐用年数を実現します。
- デメリット:
- 相対的な漏洩率が高い:金属は硬度が高いため、100%の完全な接触を実現することは困難です。漏れ率は通常、ANSIクラスVまたはIVそのため、気泡を完全に遮断することが困難になります (ただし、高性能の金属シールを精密にラッピングすれば、非常に高い基準を達成できます)。
- 高い動作トルク:2 つの硬い表面を押し合わせるには大きな力が必要なので、より大きなアクチュエータが必要になります。
- 高い製造要件:シーリングを確実にするために、シーリングペア材料の機械加工、表面仕上げ、熱処理に高い精度が求められます。
- コストが高い:特に特殊合金やセラミックシールを使用したバルブは高価です。
代表的なバルブ:メタルシートバタフライバルブ、メタルシートボールバルブ、ゲートバルブ、グローブバルブ。
II. ソフトシートかメタルシートか、どちらを選ぶべきか？
選択の鍵は 「アプリケーションに一致します。」絶対的に最良の選択というものはなく、特定の状況に最も適した選択があるだけです。
次の意思決定プロセスに従ってください。
ステップ1: メディア特性を分析する
- 気温はどれくらいですか？
- ≤ 80°C: 好む ソフトシート（例：EPDM、NBR）。
- 80℃～200℃:PTFEシールまたは高性能を検討してください金属シール.
- ≥ 200°C: メタルシートを選択する必要があります.
- 研磨粒子が含まれていますか?
- はい（例：鉱物スラリー、粉末、灰/スラグ）メタルシートを選択する必要があります（セラミックや硬化合金などの耐摩耗性の高いオプションが推奨されます）。
- No (きれいな水、空気、オイル): ソフトシートとメタルシートの両方が可能です。その他の要件を参照してください。
- 腐食性はどのくらいですか？
- 腐食性の高い媒体（例：濃酸、強アルカリ）: ソフトシートPTFEを使用したものは、優れた耐薬品性から好まれる選択肢となることが多いです。高温が加わる場合は、特殊合金（例：ハステロイ）も使用されます。金属シール は必須です。
ステップ2: プロセス要件を定義する
- 許容される漏れ率はどれくらいですか?
- 漏れゼロまたは非常に高いシールクラスが必要 （例：高価、有毒、または危険なメディア）：優先 ソフトシート.
- 軽度の漏れは許容範囲（例：冷却水、換気システム）：金属シート で十分でしょう。
- システム圧力はいくらですか?
- 低～中圧(PN16/クラス150以下)：どちらのタイプでも可能です。
- 高圧(PN25 / クラス150及以上及以上): 希望する金属シート.
- 動作周波数はどれくらいですか？
- 頻繁なサイクリング: 耐摩耗性と長寿命金属シール が有利です。
- 臨時運行： の経済ソフトシートがより顕著になります。
ステップ3：全体的なコストを考慮する
- 初期予算は限られており、メディア条件は穏やかです: 選択 ソフトシートバルブコスト効率を向上します。
- 過酷な条件、長期的な安定性と低い故障率を優先: けれども 金属シートバルブ初期投資は高額ですが、耐用年数が長く、メンテナンス頻度が低いため、バルブのライフサイクル全体にわたる総所有コストを削減できます。
III. 比較要約（段落形式）
ソフトシールとメタルシートの選択は、それぞれの特性の違いによって決まります。ソフトシールバルブはゴムやPTFEなどの素材を使用しており、優れた密閉性 達成可能 ゼロ漏れ（ANSIクラスVI）、 低い作動トルク、そして 低コストただし、制限があります。耐熱性が低い （通常180°C/356°F以下）耐摩耗性が低い、老化の感受性。これらは、清潔、低温、非研磨性しっかりとした遮断が重要な水、空気、または弱い化学物質などの媒体。
対照的に、金属シールバルブは硬化金属またはセラミックを採用しており、優れた耐熱性（600°C/1112°F以上に適しています）優れた耐摩耗性と耐侵食性、そして 高圧能力欠点としては、 相対的に高い漏洩率 （通常ANSIクラスV/IV）より高い動作トルク、そして 初期コストが高いこれらは、次のような用途に不可欠です。高温、研磨粒子、スラリー、または高圧蒸気システム、粉体処理、採掘スラリーなど。
最終推奨事項:
- 水道水、空調用水、または弱い化学溶液用のバルブを選択しますか? — ソフトシートは、タイトな遮断と優れた経済性を提供する理想的な選択肢です。
- 蒸気ライン、粉塵を含んだガス、鉱物スラリー用のバルブをお探しですか? — 金属シートは、厳しい条件下でも耐久性を発揮するように設計された、必要かつ信頼性の高いオプションです。
- アプリケーションは複雑または不明瞭ですか? — 必ず専門のバルブサプライヤーまたはエンジニアにご相談ください。最適なタイプと材質について専門家のアドバイスを受けるために、詳細な動作パラメータ（流体、温度、圧力、研磨剤の有無、リーク要件）をご提供ください。
投稿日時: 2025年9月12日