本質的に、PTFEボールバルブは単一の材料から作られた部品ではなく、複合アセンブリです。構造的完全性のために堅牢な金属と、比類のない耐薬品性のためにポリテトラフルオロエチレン（PTFE）を戦略的に組み合わせています。主要な材料には、金属製の本体（ステンレス鋼やダクタイル鋳鉄など）、金属製のボール、そして流体に接触する重要なシートやライニングに使用されるPTFEが含まれます。
PTFEボールバルブの中心的な設計原則は、圧力や外部の力に対する強度を金属に利用し、プロセス流体に対して化学的に不活性で低摩擦のバリアを作成するために、「濡れ部品」にのみPTFEを使用することです。
PTFEボールバルブの分解：部品ごとのガイド
バルブを真に理解するには、それぞれの独自の特性に基づいて異なる材料が特定の役割にどのように割り当てられているかを見る必要があります。
構造本体：圧力を封じ込める
バルブ本体は主要な圧力保持構造です。これは強く耐久性がある必要があります。
本体の一般的な材料には、鋳鋼、ダクタイル鋳鉄、ステンレス鋼などがあります。選択は、必要な圧力定格、外部環境の腐食、およびコストによって決まります。
ライニングとシート：化学的シールド
これはPTFEバルブを特徴づける部分です。シートはボールの周りにシールを作成し、ライニングがバルブ本体の内部全体をコーティングすることがあります。
PTFEは、そのほぼ普遍的な化学的不活性性と極めて低い摩擦係数により、この部分の標準材料であり、低トルクで容易な操作を可能にします。フッ素ゴムなどの他のフッ素樹脂がシールに使用されることもあります。
ボール：流量制御要素
ボールは、流れの経路を開閉するために回転する部品です。これは剛性があり、完全に球形で、流体に対して耐性がある必要があります。
材料には、ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼のような高強度合金、さらには極めて攻撃的な化学用途のためのチタン合金が含まれます。ボールは柔らかいPTFEシートに対してシールされます。
補助部品：ハンドルとシール
バルブを操作するために使用されるハンドルは、耐久性と耐食性のために、通常鋳造アルミニウム合金またはステンレス鋼で作られています。
ステムパッキンなどの追加のシールは、外部環境への漏れを防ぐために、しばしばPTFEまたはフッ素ゴムを使用します。
PTFEのトレードオフを理解する
PTFEは優れた材料ですが、限界がないわけではありません。これらを理解することは、適切なバルブを選択するために不可欠です。
温度上限
標準的なPTFEには最大使用温度があります。約280°C (536°F)を超えると、その機械的特性は著しく劣化します。
この温度を超える用途では、ボールとシートの両方が金属で作られたメタルシートボールバルブが必要になります。
機械的剛性
純粋なPTFEは比較的柔らかく、高圧や応力下で変形する可能性があり、これは「クリープ」として知られる現象です。
これに対抗するため、メーカーは粉末充填PTFE、特殊なナイロン、またはポリエーテルエーテルケトン（PEEK）などの強化材料を使用します。これらはより大きな剛性を提供し、標準的なPTFEとメタルシートの間のギャップを埋めるために最大使用温度をわずかに上げることができます。
用途に最適な材料の選択
バルブの選択は、特定のプロセスの要求に完全に依存します。
- 主な焦点が中程度の温度での広範な耐薬品性である場合： ダクタイル鋳鉄またはステンレス鋼ボディを備えた標準的なPTFEライニングバルブが、最も理想的で費用対効果の高い選択肢です。
- 主な焦点が高圧および物理的ストレスの処理である場合： 鋳鋼やより高品質のステンレス鋼などの堅牢なボディ材料を備えたバルブを優先してください。
- 主な焦点がより高い温度（280°C未満）での操作である場合： より優れた性能と耐久性のために、PEEKや粉末充填PTFEなどの強化シート材料を使用したバルブを検討してください。
- 主な焦点が極端な温度（280°C超）での操作である場合： PTFEはシートの材料として適切ではなくなるため、メタルシートボールバルブを指定する必要があります。
これらの材料がどのように連携するかを理解することで、化学的適合性と機械的性能の両方で最適化されたバルブに自信を持って選択できます。
要約表：
| コンポーネント | 主要材料 | 主な機能 |
|---|---|---|
| 本体 | ステンレス鋼、鋳鋼、ダクタイル鋳鉄 | 構造的完全性、圧力封じ込め |
| シートとライニング | PTFE、PEEK、フッ素ゴム | 耐薬品性、漏れのないシール |
| ボール | ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼 | 正確な流量制御、耐久性 |
| ハンドル | アルミニウム合金、ステンレス鋼 | 手動バルブ操作 |
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