極低温バルブ設計のポイント！

極低温バルブは、肥料、LNG、石油化学産業の分野で広く使用されています。液体窒素などの液体不活性ガスを除き、制御対象媒体のほとんどは可燃性・爆発性があるだけでなく、加熱またはフラッシュするとガス化が起こり、体積が急激に膨張し、漏れや爆発を引き起こしやすくなります。業界では、媒体温度が-40℃以下の場合に使用されるバルブを一般的に極低温バルブ、-101℃以下の場合に使用されるバルブを超低温バルブと呼んでいます。

極低温バルブの材料選択：

鋼の低温における機械的特性は、室温でのそれとは異なります。低温鋼においては、強度に加えて、低温衝撃靭性がより重要な指標となります。材料の低温衝撃靭性は、材料の脆性遷移温度と関連しており、材料の脆性遷移温度が低いほど、低温衝撃靭性は向上します。炭素鋼などの体心立方格子を有する金属材料は低温冷間脆性を示しますが、オーステナイト系ステンレス鋼などの面心立方格子を有する金属材料は、低温衝撃靭性にほとんど影響を与えません。

低温用バルブボディ、ボンネット、その他の耐圧部品は、通常、低温強度と靭性に優れた材料で作られています。同時に、溶接性、加工性、安定性、経済性といった要素も考慮する必要があります。

設計においては、-46℃、-101℃、-196℃の3つの低温レベルが一般的に使用されます。-46℃の低温グレードには低温炭素鋼が、-101℃および-196℃の低温グレードには300系オーステナイト系ステンレス鋼が一般的に使用されます。このステンレス鋼は、適度な強度、良好な靭性、良好な加工性を備えています。