PTFEライニング付きグローブバルブの主な欠点は、高い圧力損失下での性能の悪さと、遮断を達成するために必要な大きな力です。これは、高流量効率よりも正確な流量制御（スロットリング）を優先する内部設計の直接的な結果です。
腐食性流体のスロットリングにおいては比類のない性能を発揮しますが、PTFEライニング付きグローブバルブの特殊性は明確な制限をもたらします。運転圧力、温度範囲、機械的堅牢性を中心としたこれらのトレードオフを理解することは、誤った適用を避けるために極めて重要です。
基本的な運転上の制限
グローブバルブの核となる機能である正確な流量調整は、その主な運転上の欠点の源でもあります。スロットリングに必要な内部ジオメトリは、本質的に抵抗を生み出し、高い作動力を必要とします。
高い圧力損失と流量制限
グローブバルブは、媒体を曲がりくねったZ字型の経路を通らせます。この設計は段階的な制御には優れていますが、大きな乱流と抵抗を生み出します。
その結果、ボールバルブやバタフライバルブのような直線経路のバルブと比較して、バルブを通過する際の圧力損失がはるかに大きくなります。これは、流量の最大化とエネルギー損失の最小化が目的となる用途には非効率的です。
高い作動力要件
グローブバルブを閉じるには、ディスクを流体の流れに対してしっかりと押し付け、シートに密着させる必要があります。これには、ディスクにかかるライン圧に打ち勝つ必要があります。
この本質的な設計とPTFE部品の摩擦が組み合わさることで、高い作動力が必要になります。これにより、多くの場合、手動または自動を問わず、クォーターターンバルブよりも大きく、高価なアクチュエータが必要になります。
PTFEライニングの制約
PTFEライナーは優れた耐薬品性を提供しますが、バルブの動作範囲を決定する、材料固有の脆弱性も導入します。
限られた温度範囲
PTFEには明確な上限温度があり、融点は約326°C（620°F）です。実際には、材料がこの点をはるかに下回る温度で軟化し、機械的強度を失い始めるため、実用的な使用温度はそれよりも低くなります。
また、熱衝撃と呼ばれる急激な極端な温度変化による損傷を受けやすいです。
機械的損傷に対する脆弱性
化学的には堅牢ですが、PTFEは比較的柔らかい材料です。スラリーや固体粒子を含む媒体による摩耗に敏感であり、これによりライナーがすぐに侵食され、故障を引き起こす可能性があります。
さらに、PTFEはクリープ、または「コールドフロー」の影響を受けます。これは、バルブシートの圧縮力のような一定の負荷にさらされたときに、材料が時間とともにゆっくりと変形する現象です。これにより、最終的にシールの完全性が損なわれる可能性があります。
特定の化学的および放射線に対する弱点
ほとんどの化学物質には耐性がありますが、PTFEは万能ではありません。特に高温下では、単体フッ素、三フッ化塩素、その他の強力なフッ素化剤のような、非常に反応性の高い化学物質によって攻撃される可能性があります。
また、高エネルギー放射線に対する耐性が低く、放射線によって分子構造が破壊され、脆くなる可能性があります。
トレードオフの理解
PTFEライニング付きグローブバルブを選択するということは、一連の妥協を受け入れることを意味します。正確な制御と耐食性の利点を、その本質的な非効率性と脆弱性と比較検討する必要があります。
高い初期コスト
複雑なグローブバルブ本体と特殊なPTFEライニングプロセスの組み合わせにより、これらのバルブは、ライニングされていないバルブや、バタフライバルブなどの他のライニングバルブタイプなどの単純な代替品よりも高価になります。
スロットリングのジレンマ：精度 対 堅牢性
グローブバルブを優れたスロットリングデバイスにしている特性（流れを制限する経路と垂直なディスクの着座）こそが、高い圧力損失を生み出し、高い作動力を必要とする原因です。片方だけを得ることはできません。
このバルブタイプを避けるべき場合
低い圧力損失を必要とする用途、コストに敏感な用途、または研磨性の媒体が関わる用途の場合は、代替品を探すべきです。同様に、プロセスに高エネルギー放射線やPTFEを攻撃する少数の特定の化学物質が関わる場合は、このバルブは不適切な選択です。
システムに最適な選択をする
適切なバルブの選択は、その能力を主な運転目標と一致させることです。これらの点をガイドとして使用してください。
- 腐食性の高い媒体の正確なスロットリングが主な焦点である場合： PTFEライニング付きグローブバルブは優れた選択肢であり、その本質的なトレードオフは許容できる可能性が高いです。
- 高流量容量と低エネルギー損失が主な焦点である場合： より効率的な代替品として、PTFEライニング付きボールバルブ、プラグバルブ、またはバタフライバルブを検討してください。
- システムに研磨性のスラリーや高い機械的ストレスが関わる場合： 柔らかいPTFEライニングは大きなリスクとなるため、硬化処理された金属またはセラミックのトリムを持つバルブを調査してください。
- 運転温度がPTFEの実用的な限界（約200°C / 400°F）を超える場合： 適切な合金で作られたバルブを指定する必要があります。
結局のところ、適切なバルブの選択とは、そのツールを仕事の技術的要件に直接合わせることです。
要約表：
| 制限事項 | 主な結果 |
|---|---|
| 高い圧力損失 | 高流量用途には非効率的。大きなエネルギー損失。 |
| 高い作動力 | より大きく、より高価な手動または自動アクチュエータが必要。 |
| 限られた温度範囲 | 高温プロセスには不適切。熱衝撃を受けやすい。 |
| 摩耗に対する脆弱性 | PTFEライニングはスラリーや固体粒子によって損傷する可能性がある。 |
| クリープ（コールドフロー）の影響を受けやすい | 一定の負荷の下でライナーが時間とともに変形し、シールを損なう可能性がある。 |
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