酸素を使用するためのさまざまなBürkertソリューション
酸素適合性のある電磁バルブ、比例バルブ、プロセスバルブをご存知ですか?ぜひ概要をご覧になり、お気軽にご相談ください。酸素という媒質を使用する処理には、次の製品をお勧めいたします。
サーボ制御2/2方ダイヤフラムバルブ
タイプ 5282
- 公称径DN65以下のサーボ制御ダイヤフラムバルブ
- 汚染された腐食性媒体用の分離ダイヤフラム
- 開閉時間を個別に設定可能
- 防爆仕様(カテゴリ2)
- メンテナンスしやすいマニュアルアクチュエータ
直動式3方電磁弁(バンジョー仕様有)
タイプ 6014
- 流体温度は-10~100℃に対応(一部仕様は120℃)
- オリフィスサイズはDN1.5~2.5、保護等級IP65
- 空圧駆動のプロセスバルブに直接取り付け可能(バンジョー仕様)
- 省スペースに設置可能なマニフォールド仕様もご準備
- ATEX、IECEx防爆に加え、日本の防爆も取得済み(樹脂充填防爆構造)
直動式2方電磁弁(超高圧/特殊仕様向け)
タイプ 6027
- 流体温度範囲は-40~180℃
- 最大差圧は25MPa
- オリフィスサイズはDN1.0~DN13.0
- 直流/交流向けのコイルをご準備
- 気体・液体の両方でご使用可能
サーボ制御2/2方プランジャ型バルブ
タイプ 6240
- 公称径DN 13以下のサーボ制御小型プランジャ型バルブ
- 耐振動性ねじ止め式コイル装置
- 溶接されたガイドアセンブリにより高まる気密性
- しっかり連結されたプランジャ装置による確実な開口
- ATEX、IECEx防爆に加え、日本の防爆も取得済み(樹脂充填防爆構造)
パイロット電磁弁(2方弁)
タイプ 6281
- オリフィス: 10 ~ 50 mm
- 接続: Gネジ、Rcネジ等
- 本体材質: 黄銅、ステンレス鋼
- シール材質: EPDM, FKM, NBR
- ATEX、IECEx防爆に加え、日本の防爆も取得済み(樹脂充填防爆構造)
Direct-acting 2/2-way plunger valve
タイプ 7011
- Direct-acting and compact small valve up to DN 2.4
- Slipped over coil system
- Simple and fast flange or manifold mounting
- Quick coupling (push-in fitting) for push-in connectors
- Explosion-proof variants
Direct-acting 3/2-way plunger valve
タイプ 7012
- Direct-acting and compact small valve up to DN 1.6
- Slipped over coil system
- Banjo fitting for direct mounting on pneumatic valves
- Simple and fast push-in, flange or manifold mounting
- Explosion-proof variants
比例電磁弁
タイプ 2871
- オリフィスサイズは0.05~2.0 mm、1barでは1ml/min未満の制御が可能
- スパン(制御比)はオリフィス0.05~0.6mmで1:500、0.8~2mmで1:200を実現
- シート材質はFKMとEPDMを準備、ソフトシートのため締め切り可能
比例電磁弁
タイプ 2873
- オリフィスサイズは0.8~4.0 mm
- スパン(制御比)1:200を実現
- シート材質はFKMとEPDMを準備、ソフトシートのため締め切り可能
比例電磁弁
タイプ 2875
- オリフィスサイズは2.0 ~9.5 mm
- スパン(制御比)1:200を実現
- シート材質はFKMとEPDMを準備、ソフトシートのため締め切り可能
- ATEX/IECEx、UR(UL recognized)、DVGW(Gas device guideline)等各種認証取得済みの機種もご準備
アングルシートバルブ(On/Offバルブ、空圧駆動)
タイプ 2000
- 蒸気(最高180℃)、水、洗剤(CIP)、水素・空気等、様々な流体に対応
- 高いメンテナンス性をほこり、連続した稼働が求められる製造ラインに最適
- リミットスイッチ、開度リミッタ、手動操作ハンドル等豊富なアクセサリ
ELEMENTコントロールバルブ (グローブバルブ、電空ポジショナ搭載向け、空圧駆動)
タイプ 2301
- 蒸気(最高180℃)、水、洗剤(CIP)、水素・空気等、様々な流体に対応
- 初期調整はワンタッチ&高いメンテナンス性により現場の負担を軽減
- 軽量&コンパクトで配管にかかる負担を軽減し現場作業者の安全にも配慮
- 圧力制御、微量な流量制御に最適、弁座は異なるオリフィスサイズに交換可能
- ATEX、IECEx防爆に加え、日本の防爆も取得済み(安全防爆構造)
酸素用の特別なソリューションが必要な理由について、疑問をお持ちですか?ここからは、このトピックの中心となる事実を明らかにしていきましょう。
酸素は、大気条件下(T = 18 °C、p = 760 mm Hg)で無色・無臭・無味のガスです。酸素は空気の21%を占めています。
ある条件下では、酸素はほとんどの元素と容易に反応し、それに応じた酸化物を形成します。また、燃焼には不可欠なものです。たとえば洗浄装置内のオイルやグリス、またはそれらに汚染された繊維製品がある場合、酸素は自然発火を引き起こす可能性があります。
さまざまな産業やプロセスにおいて、酸素は必要不可欠な補助媒体となっています。
この媒体が使用される例は次の通りです。
- 冶金、鋳造、食品分野
- 水処理技術または酸化剤として
- 医療分野における呼吸時
- 水中内の探索時
- 航空宇宙分野におけるロケット燃料の酸化剤として
- 化学分野における硫酸や硝酸の製造時など
- 石炭からの合成ガス製造や、重油からの水素製造時
- 酸水素ガスを使用して高融点の金属を溶かす場合
- 燃料電池用途
- アセチレンを用いた酸素燃料技術分野における酸素燃料溶接および切断時
- レーザーカット時の切断ガスとして
- プラズマ切断時のプロセスガスとして
- 製紙産業の漂白用として
- 繊維業界(たとえば、ランドリー施設)
- 病院施設で
空気中で燃焼する物質は、常圧の純酸素中だと挙動の激しさが増します。純酸素環境では、発火に必要となるエネルギーが少ないため、圧力を上げると爆発燃焼が発生する可能性があります。
空気中では燃焼しない素材でも、純酸素中では反応を起こすものが数多くあります。このような場合、圧力が上がるとすぐに可燃性物質の数が増えるため、火災の危険性も高くなります。
発火する要因は、酸化剤、燃料、発火源の3つです。この3つの要素のうち、ひとつでも欠けていれば通常は火事にはなりません。
たとえば工業設備で高圧の純酸素が流れていると仮定します。ここでは、バルブ、圧力調整器、パイプライン、パイプフィッティング内の部品が燃料となります。酸素は酸化剤であり、酸素を圧縮することで着火エネルギーにもなります。
酸素が高圧から低圧に膨張すると、音速に達する可能性があります。この高速でなんらかの抵抗を受けると、断熱圧縮により温度が上昇します。これは、圧縮時の短時間では熱エネルギーをその環境に放出できないためです。出口の圧力が上昇すると、温度も上昇します。
温度の上昇により、プラスチックや有機化合物、小さな金属粒子などの自己発火点に達し、その燃焼により着火に必要な十分な熱が発生します。
不純物、突出した金属粒子、汚れ粒子は通常は燃焼しません。しかし上記の場合には非常に熱くなり、衝撃エネルギーと摩擦熱が加われば、火災や爆発を引き起こすほどの高温になることがあります。
つまり、これは点火メカニズムについての解説となります。ここでは粒子の衝突、機械的な衝突、摩擦および圧力による熱のカテゴリに分類できます。
特に重要なのは、優れたリスクマネジメントです。これには、設備の製造およびその運用と保守が含まれます。
- ガス速度が高くならないようにします
- 突然の障害物を避けてください
- プラスチック製のシーリングは、接続された金属表面から十分な放熱が保証されている場合にのみ使用してください
- 考えられうる高圧力に応じて金属材料を選択します。ここで特殊な合金が必要になる場合もあります
- アルミニウムは着火エネルギーが小さく、融点が低いため、純酸素用途には使用しないでください
- 非金属材料の使用を検討し、可能であれば酸素への適合性が規格的に検査された非金属材料を使用すべきです
- 運転中は、圧力サージに関してバルブの速い開閉を避けるべきです
組み立て中は清浄度が最優先事項であるため、純粋な酸素が流れるエリアに有機化合物や粒子が入らないようにします。発火の危険性があるため、技術的に可能な範囲で、酸素に接触する設置部分はすべて洗浄し、酸素処理に適した状態にしておく必要があります。スラグ、錆、溶接残留物、ブラスト材、オイル、グリース、溶剤、およびその他の異物(包装、防錆剤、加工時の切りくず)があってはなりません。たとえばシステムにパイプラインを設置する場合など、通常のグリスアップ(給脂)を行うことは、ここでは厳密に回避する必要があります。また、脂の付着したクリーニングクロスや、グリスが付着した手で触ることも避けて下さい。酸素を取り扱う際には、脂やグリスで汚れた衣服の着用を避ける必要があります。
そのため、製造時やメンテナンス時には、特別な注意を払って部品を正しく選択しなければなりません。これらは、汚染を回避するために最大限の清浄度で製造する必要があります。しかしその一方で、使用される媒体および補助媒体との互換性が必要です。
ドイツ連邦物質材料研究試験所(BAM)は、酸素の流れがある処理に使用可能なコンポーネントに関する情報を提供しています。「BAM認可」とは、媒体(シール材など)に接触する非金属材料について、さまざまな温度と圧力における気体または液体酸素との反応性試験を意味します。
また、BG RCI(原材料および化学工業同業者組合)によるリーフレット M 034 を遵守する必要があります。このリーフレットでは、酸素の特徴や特性、酸素や酸素混合物を取り扱う際の危険性、保護措置や酸素システムの調達と運用に関する推奨事項などが説明されています。
バルブにはどんな役割があるでしょうか?
たとえば、そのダイヤフラムや小さなスプリング、フィルターなどを介して自然発火すると、バルブは可燃物となってしまいます。ガスの流れに含まれる粒子、エラストマーシール、または汚れた表面にかかる圧力による加熱が発火の原因になることがあります。また、圧力による熱を引き起こす障害物も危険です。これにはガスが圧縮されるクローズ状態のバルブや圧力調整器が含まれます。圧力による熱はバルブにも発生する可能性があります。たとえば、バルブシートが大きく開いていたりする場合や、部分的に開いている調節器の出口にある場合などです。
安全性を考慮した酸素バルブの製造
Bürkertでは、酸素用途向けのバルブの開発に際して適切な素材を綿密に選び、非常に高い清浄度基準でバルブを製造しています。媒質と接触するすべてのコンポーネント(非金属シール材、プラスチック、接着剤)は、酸素との使用に適していなければなりません。
製造時における特定の洗浄手順および洗浄剤によって、最終製品は十分に洗浄され、酸素処理に適した状態であることが保証されます。ここでは、酸素バルブを製造している「グレールーム」の様子を少しご紹介します。
当社は、酸素に適したバルブの製造にあたり、以下の条件を満たしています。
- 各パーツの洗浄媒体と接触する個々の部品は、組み立て前にすべてプラズマ洗浄されます。
- 内部の輸送と保管洗浄された個々の部品とユニットは、パッケージングされ、別々の箱に入れて輸送されます。
- グレールームの条件下での組み立て媒体に接触する部品は、オイル、グリス、シリコンを使用せずに組み立てられます。組み立ての補助材として使用できるのは蒸留水のみです。
- グレールームの条件下での検査完成したユニットの検査は、専用の検査台で行われます。検査員は仕様に正しく準拠していることを確認し、注文品に署名するか、専用のスタンプを押します。
- 品質保証ISO 9001に基づいて実施される品質管理システムおよびその内部監査は、試験・計測機器の検査と同様に、品質保証の一部となっています。
検査が完了したバルブには、酸素適合性を識別するための固有のコードが付けられ、最終的に特別な包装が施されます。
承認書(製造者宣言書)
BAM(ドイツ連邦物質材料研究試験所)のワーキンググループ「酸素の安全な取り扱い」では、ビュルケルトの製造業者宣言書の基礎となるテストレポートが作成されます。製造者宣言(HEE)には、次の情報が含まれています。
- 可変コードNL02が付いた製品は、オイルやグリースを含まず、酸素との併用に適した状態で Bürkert Werke GmbH から供給されます。
- この特性は、オイルやグリースを含む媒体を使用したり、外部からの汚染を受けたりすると失われます。
- 可変コードNL02の製品は、ラベルに記された最高温度を示すマーク(例:O2)で識別可能です。Tmed 最大60 °C
製造者宣言。媒体と接触する非金属材料の酸素との反応性については材料承認で十分である。ユニット全体の認可は原則として可能ですが、通常は最大許容圧力が100 bar以上の場合にのみ行われます。建設環境での非金属材料(シール)は、このような高圧でのみテストされます。
酸素について、なにかご不明な点はありますか?ぜひ、お問い合わせください。