プロセス上の位置づけ
ボールバルブは配管でよく使われる開閉用のバルブです。全開時は流路が直管に近く圧力損失が小さく、レバーを90°回すだけで全開・全閉できます。PFAライニング仕様は、この利点を腐食性流体の配管に持ち込みます。ステンレス製外殻が配管荷重を受け止め、内部はすべてPFAライニング、ボールは高純度PFAで、流体が金属に触れません。半導体、電子材料用薬液、医薬品製造、腐食性流体を扱う工業配管に使用されます。
代表的な設置箇所は、タンク出口、ポンプの前後、分岐配管の遮断ポイント、そして保守時に機器をすばやく隔離したい箇所です。こうした箇所では「開けるなら全開、閉めるなら全閉」が求められ、流量調整は必要ありません。
主な特長
ライニングボールバルブの設計のポイントは、金属とフッ素樹脂にそれぞれの得意な役割を担わせることです。
- ツーピース構造の本体：SUS316L／SUS304製外殻の内部はすべてPFAライニングで、金属の機械的強度とフッ素樹脂の化学的不活性を兼ね備えます。
- 高純度PFA製ボール：開閉部材もフッ素樹脂のため、閉止時に流体に触れる部分に金属はありません。
- イオン溶出は超低レベル：酸・アルカリ・薬液・蒸気に耐性があります。PFA原料は清浄度の要求に応じて、国際的な大手メーカーの超高純度グレード、またはコストパフォーマンスに優れた高純度グレードを指定でき、材質証明書を提供できます。
- 素早い開閉：手動レバーによる90°操作で、レバーの向きを見れば開閉状態がすぐにわかります。
選定のポイント
同じカテゴリーには、本シリーズと比較されることの多いバルブが2種類あります。同じフランジ接続のダイヤフラムバルブと、同じボールバルブでもヘルール（Tri-Clamp）接続を採用したハステロイ製のタイプです。
| 比較項目 | フランジ式ボールバルブ（本シリーズ） | フランジ式ダイヤフラムバルブ | ヘルール式ボールバルブ |
|---|---|---|---|
| 外殻 | SUS316L／SUS304、ツーピース構造 | SUS316L／SUS304 | ハステロイ（Hastelloy C） |
| 呼び径 | DN25 – DN100 | DN15 – DN100 | DN25 |
| 接続 | フランジ | フランジ | ヘルール（Tri-Clamp）、BPE規格に準拠した設計 |
| 設計温度 | -20 ～ +120 °C | -20 ～ +150 °C | -30 ～ +150 °C |
| 適する用途 | 低い圧力損失と素早い開閉が求められる大口径の隔離ポイント | 粒子を含む流体、空気作動ノーマルクローズが必要な箇所、滞留を嫌う超純流体配管 | 洗浄のため頻繁に分解する小口径の配管 |
本シリーズでまず確認すべき条件は温度です。上限は+120 °Cで、同じカテゴリーのダイヤフラムバルブより低いため、プロセス温度が上限に近い場合はPFAライニング フランジ式ダイヤフラムバルブをお選びください。配管がヘルール接続で呼び径DN25の場合はPFAライニング ヘルール式ボールバルブをご覧ください。
使用と交換
設置と締付けの原則は他のライニングバルブと同じです。PFAのシール面に衝撃や傷を与えないようにし、フランジボルトは対角線の順に数回に分けて均等に締め付け、初回の昇温運転後に増し締めしてください。ボールバルブは90°回すだけで全閉になるため、流速が高く配管が長い箇所で急に閉じるとウォーターハンマーが発生し、圧力サージがライニングや継手に衝撃を与えます。レバーはゆっくりと操作してください。
ボールと弁本体の間の空間には、閉止時に流体が残ります。流体の切り替えや分解保守の前には、フラッシング中にバルブを一時的に半開にして空間内の残液も流し出し、フラッシング後に全開または全閉に戻してください。設計圧力は20 °Cでの値で、温度が高いほど許容圧力は下がるため、高温条件では実際の条件でご確認ください。