JP2012032168A - Performance evaluation method for valve - Google Patents
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Abstract
【課題】流体移送系統の配管がいかなる形状であっても、プラントに設置される弁の性能を正確に評価する弁の性能評価方法を提供する。
【解決手段】プラントに用いられる配管４及び弁３内部の３次元形状を計測する工程と、前記配管４及び弁３内部の３次元形状のデータベースを作成する工程と、前記３次元形状のデータベースから性能評価対象の弁３及び当該弁に接続される配管４を抽出し、それらを組み合わせた弁−配管モデル６を作成する工程と、前記弁−配管モデル６に計算流体力学法を適用し、前記性能評価対象の弁のＣＶ値を算出する工程と、算出したＣＶ値のデータベースを作成する工程と、を有する。
【選択図】図１Provided is a valve performance evaluation method for accurately evaluating the performance of a valve installed in a plant regardless of the shape of piping of a fluid transfer system.
From a step of measuring a three-dimensional shape inside a pipe 4 and a valve 3 used in a plant, a step of creating a database of a three-dimensional shape inside the pipe 4 and the valve 3, and a database of the three-dimensional shape Extracting the valve 3 for performance evaluation and the pipe 4 connected to the valve, creating a valve-pipe model 6 combining them, and applying a computational fluid dynamics method to the valve-pipe model 6; A step of calculating a CV value of a valve to be evaluated, and a step of creating a database of calculated CV values.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、各種プラントの配管系統に用いられる弁の性能評価方法に関する。 The present invention relates to a performance evaluation method for valves used in piping systems of various plants.
各種プラントでは、様々な形状の配管系統及び多数の弁が設置されている。例えば、流量調節弁は通過する流体の流量を調節するが、設置場所に応じて、エルボを有する配管等、様々な形状の配管に接続されている。 In various plants, various shapes of piping systems and many valves are installed. For example, the flow regulating valve regulates the flow rate of the fluid passing therethrough, but is connected to various shapes of piping such as piping having elbows depending on the installation location.
一般に、弁の性能を表し指標として弁の流れやすさを示すＣＶ値が用いられており、弁設計を行う際、弁が装着される場所の系統条件を満足するような計画ＣＶ値を有する弁が用いられる（特許文献１，２）。 In general, a CV value that indicates the performance of the valve and indicates the ease of flow of the valve is used as an index. When designing a valve, a planned CV value that satisfies the system conditions of the place where the valve is mounted is used. The valve which has is used (patent documents 1, 2).
各弁は工場出荷時に試験等によりＣｖ値（以下、「計測Ｃｖ値」という。）が求められ、計画Ｃｖ値に合致する弁が用いられるが、当該弁を実際に実プラントに設置した後、弁の性能を確認するために、実プラントに設置された弁のＣｖ値（以下、「実測Ｃｖ値」という。）を計測し、当該弁に要求される計画Ｃｖ値と同等であるか否かを確認している。 Each valve has a Cv value (hereinafter referred to as “measured Cv value”) obtained by a test or the like at the time of factory shipment, and a valve that matches the planned Cv value is used. In order to confirm the performance of the valve, the Cv value of the valve installed in the actual plant (hereinafter referred to as “actually measured Cv value”) is measured, and whether or not it is equal to the planned Cv value required for the valve. Have confirmed.
なお、ＣＶ値とは、式（１）で示されるように、弁出入口差圧を１ｐｓｉ（６．８９５ｋＰａ）にとって６０°Ｆ（１５．６℃）の水を流した場合の流量をＵＳガロン／分（ｇｐｍ）で表した数値である。
ＣＶ＝Ｑ・（Ｇ／ΔＰ）１／２・・・（１）
ここで、Ｑ：流量（ｇｐｍ）、Ｇ：比重、ΔＰ：弁差圧
The CV value is the flow rate when water at 60 ° F. (15.6 ° C.) is flowed when the valve inlet / outlet differential pressure is 1 psi (6.895 kPa) as shown in Equation (1). It is a numerical value expressed in / min (gpm).
C V = Q · (G / ΔP) 1/2 (1)
Here, Q: flow rate (gpm), G: specific gravity, ΔP: valve differential pressure
上述したように、実プラントで各種弁を更新又は新設する場合、弁の性能を確認するため、実測ＣＶ値を計測しているが、現場でＡＮＳＩ／ＳＡ−７５．０２で規定された条件で計測できることはきわめて希であり、実際には当該弁に接続されている配管の形状、配置等の影響により、正確に実測Ｃｖ値を求めることは困難であった。 As described above, when various valves are renewed or newly installed in an actual plant, actual CV values are measured in order to confirm the performance of the valves, but the conditions specified in ANSI / SA-75.02 on site. It is extremely rare that the measurement can be performed by the above-mentioned method, and it has been difficult to accurately obtain the actual measurement Cv value due to the influence of the shape and arrangement of the pipe connected to the valve.
また、弁の製造工程において、弁棒の疲労損傷事象対策として、弁体にガイド等を設ける構造変更などが行われるが、弁内部構造が多様化するため、弁差圧を正確に算出することは試験データの蓄積だけでは困難であった。そのため、工場出荷時に計測された計測Ｃｖ値には、誤差が含まれており、要求される計画ＣＶ値と比較すると、配管系の影響によるものか、計測ＣＶ値の誤差によるものか、判断に迷う場合があった。 Also, in the valve manufacturing process, as a countermeasure against fatigue damage events of the valve stem, structural changes such as providing guides etc. on the valve body are performed, but since the internal structure of the valve diversifies, the valve differential pressure must be calculated accurately. It was difficult only by accumulating test data. Therefore, the measurement Cv value measured at the time of shipment from the factory includes an error. When compared with the required planned CV value, whether it is due to the influence of the piping system or the measurement CV value, I was at a loss for judgment.
さらに、中間開度における計画ＣＶ値は、工場出荷時に計測された計測ＣＶ値（ＡＮＳＩ等で規定された条件下で計測した値）に対して流れやすい方に大きくずれることがある。この計画ＣＶ値を弁開度ごとに示したものがＣＶ曲線図である。通常、キャビテーション発生の指標となるキャビテーション係数は、このＣｖ曲線図から任意の弁開度におけるＣｖ値を読み取り、設計条件から与えられる流量を用いて、弁差圧を算出する（特許文献３）。そして、弁差圧と流体温度における飽和蒸気圧を用いて、キャビテーション係数を算出する。 Furthermore, the planned CV value at the intermediate opening degree may deviate greatly in such a way that it easily flows with respect to the measured CV value measured at the time of shipment from the factory (a value measured under conditions defined by ANSI or the like). This planned CV value is shown for each valve opening in the CV curve diagram. Normally, as a cavitation coefficient serving as an index of cavitation occurrence, a Cv value at an arbitrary valve opening is read from the Cv curve diagram, and a valve differential pressure is calculated using a flow rate given from design conditions (Patent Document 3). Then, the cavitation coefficient is calculated using the valve differential pressure and the saturated vapor pressure at the fluid temperature.
したがって、実測Ｃｖ値と計画Ｃｖ値が大きくずれているとキャビテーション係数の精度が劣るため、キャビテーションによる弁棒の疲労評価の精度も劣ることになる。 Therefore, if the measured Cv value and the planned Cv value are greatly deviated, the accuracy of the cavitation coefficient is inferior, and the accuracy of the fatigue evaluation of the valve stem by cavitation is also inferior.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、実プラントに設置される弁のＣｖ値を正確に算出することにより、弁の性能を高精度で評価することができる高信頼性の弁の性能評価方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. By accurately calculating the Cv value of a valve installed in an actual plant, the performance of the valve can be evaluated with high accuracy. It aims at providing the performance evaluation method of a valve.
上記課題を解決するため、本発明の弁の性能評価方法は、プラントに用いられる配管及び弁内部の３次元形状を計測する工程と、前記配管及び弁内部の３次元形状のデータベースを作成する工程と、前記３次元形状のデータベースから性能評価対象の弁及び配管を抽出し、それらを組み合わせた弁−配管モデルを作成する工程と、前記弁−配管モデルに計算流体力学法を適用し、前記性能評価対象の弁のＣＶ値を算出する工程と、算出したＣＶ値のデータベースを作成する工程と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the valve performance evaluation method of the present invention includes a step of measuring piping and a three-dimensional shape inside a valve used in a plant, and a step of creating a database of the three-dimensional shape inside the piping and valve. Extracting a valve and piping for performance evaluation from the database of the three-dimensional shape, creating a valve-pipe model combining them, and applying a computational fluid dynamics method to the valve-pipe model, It has the process of calculating CV value of the valve | bulb of evaluation object, and the process of creating the database of the calculated CV value, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、各種プラントに設置される弁が、どのような形状の配管に接続されていても、弁のＣｖ値を正確に算出することができる。 According to the present invention, the Cv value of the valve can be accurately calculated regardless of the shape of the pipe installed in various plants.
以下、本発明の実施形態に係る弁の性能評価方法を、図面を参照して説明する。
［実施形態１］
実施形態１に係る弁の性能評価方法の各ステップ（Ｓ１−Ｓ７）を図１により説明する。
実プラントでは、多数の弁が、それぞれ様々な形状の配管又は継手に接続されている。これらの弁は、設置場所の系統条件に基づいてそれぞれ計画ＣＶ値が定められている。
Hereinafter, a valve performance evaluation method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
Each step (S1-S7) of the valve performance evaluation method according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
In an actual plant, a large number of valves are connected to various shapes of pipes or joints. Each of these valves has a planned CV value based on the system conditions of the installation location.
（Ｓ１）
Ｓ１において、実プラントに配置される弁３の内部形状と各弁に接続される配管４の外部形状を３次元形状計測装置により個別に計測する。光学方式の３次元形状計測装置は、計測対象である配管４にレーザ光を照射し、反射光を読み取って形状を計測する。管の肉厚が既知であるので、配管４の外部形状から配管４の内部形状を求めることができる。
(S1)
In S1, the internal shape of the
弁３の内部形状は同様に３次元形状計測装置により計測する。その際、弁体２及び弁箱の内部形状は個別に計測し、弁体２の開度に応じた弁３の内部形状を演算処理により求めることがでる。さらに、実際の弁を模擬した模擬弁を用いて内部形状を測定してもよい。
Similarly, the internal shape of the
（Ｓ２）
Ｓ２において、得られた配管の内部形状及び弁の内部形状についてデータベースを作成する。このデータベースは配管の内部形状のデータベースと弁の内部形状のデータベースから構成される。
(S2)
In S2, a database is created for the internal shape of the obtained pipe and the internal shape of the valve. This database is composed of a database of internal shapes of piping and a database of internal shapes of valves.
（Ｓ３）
Ｓ３において、性能評価の対象となる弁について、配管の内部形状データベースと弁の内部形状データベースからそれぞれ該当する弁及び配管を抽出し、３Ｄ−ＣＡＤ化を行うとともに当該配管と弁を組み合わせた弁−配管モデルを作成する。
(S3)
In S3, for the valve to be subjected to performance evaluation, the corresponding valve and pipe are extracted from the internal shape database of the pipe and the internal shape database of the valve, respectively, and converted into 3D-CAD and combined with the pipe and the valve- Create a piping model.
図３は、弁３とエルボ５を有する配管４の弁−配管モデル６の例を示している。弁−配管モデル６の範囲は、通常、配管４の径の１０倍程度に設定されるが、これに限定されず、流量が定常状態になる範囲に設定してもよい。
FIG. 3 shows an example of a valve-
（Ｓ４）
Ｓ４において、Ｓ３で求められた弁−配管モデル６に対して計算流体力学法（Computational Fluid Dynamics，ＣＦＤ）により弁差圧を計算しＣＶ値を算出する。なお、ＣＦＤとは、流体の運動に関する方程式をコンピュータで解くことによって流れを解析する手法である。
(S4)
In S4, the valve differential pressure is calculated by the computational fluid dynamics method (Computational Fluid Dynamics, CFD) for the valve-
（Ｓ５）
Ｓ５において、ＣＦＤの計算結果から、ＣＶ値及びＣｖ曲線図のデータベースを作成する。
(S5)
In S5, a database of CV values and Cv curve diagrams is created from the CFD calculation results.
（Ｓ６）
一方、Ｓ６において、実プラントに設置された弁に対して実試験により実測ＣＶ値を計測し、この実測ＣＶ値とＳ５におけるＣＶ値データベースのＣＶ値を比較確認する。
(S6)
On the other hand, in S6, the actual tested against the installed valve to the actual plant to measure the actual C V value is compared confirm C V value of C V value database in the Found C V values and S5.
（Ｓ７）
Ｓ７において、計画ＣＶ値とＣＶ値データベースのＣＶ値を比較確認する。
(S7)
In S7, the Compare planned C V value and C V value of C V value database.
以上説明したように、本実施形態１によれば、実プラントに設置される弁と配管の形状をそれぞれデータベース化し、性能評価対象とする弁−配管モデルを作成することにより、性能評価対象とする弁のＣｖ値を短時間で正確に求めることができる。 As described above, according to the first embodiment, the shape of the valve and piping installed in the actual plant is made into a database, and a valve-piping model for performance evaluation is created, thereby making it a performance evaluation target. The Cv value of the valve can be obtained accurately in a short time.
（実施形態２）
実施形態２に係る弁の性能評価方法を図４により説明する。
本実施形態２の弁の性能評価方法は、キャビテーション発生の指標であるキャビテーション係数を算出し、自励振動発生の臨界流速を予測することに関する。
(Embodiment 2)
A valve performance evaluation method according to
The valve performance evaluation method according to the second embodiment relates to calculating a cavitation coefficient that is an index of cavitation generation and predicting a critical flow velocity of self-excited vibration generation.
現状のキャビテーション係数の算出は、以下の方法により行われる。流量は設計条件の流量を用い、任意の弁開度におけるＣＶ値は、計画ＣＶ値を基にして作成したＣＶ曲線図から読み取る。これらをＣＶ値の算出式（１）から導いた次式（２）に代入することにより、弁差圧ΔＰを算出する。
ΔＰ＝Ｑ２／ＣＶ ２・Ｇ・・・（２）
The current cavitation coefficient is calculated by the following method. The flow rate is a design condition flow rate, and the CV value at an arbitrary valve opening is read from a CV curve diagram created based on the planned CV value. By substituting these into the following equation (2) derived from the CV value calculation equation (1), the valve differential pressure ΔP is calculated.
ΔP = Q 2 / C V 2 · G (2)
そして、流体温度に基づいて、蒸気表より飽和蒸気圧を求める。弁差圧と流体温度における飽和蒸気圧を用いて、キャビテーション係数Ｋmを次式（３）により算出する。
Ｋm＝ΔＰ／（Ｐ１−ＰＶ）・・・（３）
ここで、ΔＰ：弁差圧、Ｐ１：弁入口圧力、ＰＶ：流体温度における飽和蒸気圧力
Based on the fluid temperature, the saturated vapor pressure is obtained from the vapor table. The cavitation coefficient Km is calculated by the following equation (3) using the valve differential pressure and the saturated vapor pressure at the fluid temperature.
Km = ΔP / (P 1 −P V ) (3)
Where ΔP: valve differential pressure, P 1 : valve inlet pressure, P V : saturated vapor pressure at fluid temperature
この現状のキャビテーション係数の算出法において、計画ＣＶ値に誤差がある場合には、弁差圧にも誤差が含まれることになるため、算出されたキャビテーション係数の精度が低くなる場合があった。
そこで、本実施形態２では、実施形態１の弁−配管モデルを用い、ＣＦＤにより弁のキャビテーション係数を算出し、自励振動発生の臨界流速を予測している。
In the present method for calculating the cavitation coefficient, if there is an error in the planned CV value, the error is also included in the valve differential pressure, so the accuracy of the calculated cavitation coefficient may be lowered. .
Therefore, in the second embodiment, the valve cavitation coefficient of the first embodiment is used, the cavitation coefficient of the valve is calculated by CFD, and the critical flow velocity for generating self-excited vibration is predicted.
図４により、弁の性能評価方法の各ステップ（Ｓ２１，Ｓ２２）を説明する。
（Ｓ２１）
実施形態１のＳ３において、配管と弁を組み合わせた弁−配管モデル６を作成しているが、Ｓ２１において、弁−配管モデル６に対してＣＦＤによる計算を行い、任意の弁開度での弁入口圧力と弁出口圧力を算出する。算出された弁入口圧力と弁出口圧力の差をとることにより、弁差圧を計算する。そして、流体温度に基づいて、蒸気表より飽和蒸気圧を求め、弁差圧と流体温度における飽和蒸気圧を用いて、キャビテーション係数Ｋmを式（３）により算出する。
Each step (S21, S22) of the valve performance evaluation method will be described with reference to FIG.
(S21)
In S3 of the first embodiment, the valve-
（Ｓ２２）
Ｓ２２において、キャビテーション係数Ｋmの大きさにより、キャビテーション発生の有無を判定する。管内流速が臨界流速を越えると自励振動が生じ、不安定振動が発生する。任意の開度におけるキャビテーション係数を評価することにより、自励振動が発生する臨界流速算定式の使い分けを行っている。
(S22)
In S22, the presence / absence of cavitation is determined based on the magnitude of the cavitation coefficient Km. When the pipe flow velocity exceeds the critical flow velocity, self-excited vibration occurs and unstable vibration occurs. By evaluating the cavitation coefficient at any opening, the critical velocity calculation formulas that generate self-excited vibration are used properly.
キャビテーション発生がない場合、管内の臨界流速Ｖr_crを（４）式により求め、キャビテーション発生がある場合、管内の臨界流速Ｖr_crを（５）式により求める。ここで、Ｃnは、弁体の質量の関数（換算減衰）である。
Ｖr_cr＝０．２３１×Ｃn０．２２７・・・（４）
Ｖr_cr＝０．１６４×Ｃn０．３５０・・・（５）
When there is no cavitation, the critical flow velocity Vr_cr in the pipe is obtained from equation (4), and when cavitation occurs, the critical flow velocity Vr_cr in the tube is obtained from equation (5). Here, Cn is a function (converted attenuation) of the mass of the valve body.
Vr_cr = 0.231 × Cn 0.227 (4)
Vr_cr = 0.164 × Cn 0.350 (5)
本実施形態２によれば、弁−配管モデルを用いることにより、弁差圧を精度良く算出することが可能となるので、キャビテーション係数を正確に算出することができる。また、弁棒の健全性に影響を及ぼす自励振動の発生を判断する臨界流速を、キャビテーションの有無により異なる算定式を用いて精度良く算出できるので、弁の自励振動の発生を精度良く評価することが可能となる。 According to the second embodiment, the valve differential pressure can be accurately calculated by using the valve-pipe model, so that the cavitation coefficient can be accurately calculated. In addition, the critical flow velocity that determines the occurrence of self-excited vibration that affects the soundness of the valve stem can be calculated with high accuracy using different calculation formulas depending on the presence or absence of cavitation. It becomes possible to do.
（実施形態３）
実施形態３の弁の性能評価方法を図５により説明する。
実プラントに設置された弁がキャビテーション等の事象により弁棒に有意な損傷が確認される等の不具合が発生した場合、重要な系統に設置された他の同様な弁に対しても対策を講じる必要がある。そのために、各弁のキャビテーション係数を算出して類似の弁を抽出する必要があるが、そのためには膨大な作業が必要となる。さらに、現状では、精度が低いキャビテーション係数を用いるため、抽出された類似の弁が真に対策が必要な弁であるか判断に迷う場合がある。
(Embodiment 3)
The valve performance evaluation method of
Measures will be taken against other similar valves installed in important systems when the valve installed in the actual plant has a problem such as significant damage to the valve stem due to an event such as cavitation. There is a need. Therefore, it is necessary to calculate the cavitation coefficient of each valve and extract similar valves, but this requires a huge amount of work. Furthermore, since a cavitation coefficient with low accuracy is currently used, it may be difficult to determine whether the extracted similar valve is a valve that really needs countermeasures.
そこで、本実施形態３では、キャビテーション係数のデータベースを用い、不具合が発生する可能性のある類似の弁を抽出する。 Therefore, in the third embodiment, a similar valve that may cause a malfunction is extracted using a database of cavitation coefficients.
図５により、弁の性能評価方法の各ステップ（Ｓ３１，Ｓ３２）を説明する。
（Ｓ３１）
実施形態２のＳ２１において、実プラントに設置された弁のキャビテーション係数を算出しているが、本実施形態３では、Ｓ３１において、実プラントの複数の弁−配管モデルに計算流体力学法を適用してキャビテーション係数を算出し、各弁のキャビテーション係数のデータベースを作成する。
Each step (S31, S32) of the valve performance evaluation method will be described with reference to FIG.
(S31)
In S21 of the second embodiment, the cavitation coefficient of the valve installed in the actual plant is calculated. In the third embodiment, the computational fluid dynamics method is applied to a plurality of valve-pipe models of the actual plant in S31. Calculate the cavitation coefficient and create a database of cavitation coefficients for each valve.
（Ｓ３２）
Ｓ３２において、不具合が発生した弁のキャビテーション係数をキャビテーション係数のデータベースから検索し、同等のキャビテーション係数を有する弁を抽出する。すなわち、データベースのキャビテーション係数とキャビテーションによる自励振動発生の閾値を比較することにより、その閾値を上回り、不具合が発生する可能性のある類似の弁を抽出する。
(S32)
In S32, the cavitation coefficient of the valve in which the malfunction has occurred is retrieved from the cavitation coefficient database, and a valve having an equivalent cavitation coefficient is extracted. That is, by comparing the cavitation coefficient of the database with the threshold value of occurrence of self-excited vibration due to cavitation, a similar valve that exceeds the threshold value and may cause a failure is extracted.
本実施形態３によれば、実プラントに設置された弁のキャビテーション係数のデータベースを作成することにより、不具合が発生する可能性のある類似の弁の抽出が容易となる。また、精度の高いキャビテーション係数を用いるため、不具合が発生する可能性のある類似の弁を確実に抽出することが可能となる。 According to the third embodiment, by creating a database of cavitation coefficients of valves installed in an actual plant, it is easy to extract similar valves that may cause problems. In addition, since a highly accurate cavitation coefficient is used, it is possible to reliably extract a similar valve that may cause a problem.
（実施形態４）
図６により、実施形態４の弁の性能評価方法を説明する。
実プラントの所定箇所に設置される弁を新規に設計する際は、要求ＣＶ値を満足するような内部形状を有する弁を選定する必要がある。その内部形状より算出した計画ＣＶ値に誤差がある場合には、実機に設置した弁の使用に制限が課せられる場合がある。このため、設計した弁のＣＶ値の確実性を増すためは、ＡＮＳＩで規定された厳しい条件の下、流量、圧力を計測しＣＶ値を算出する必要があるが、そのために多大な労力及び時間を必要とする。
(Embodiment 4)
A valve performance evaluation method according to
When newly designing a valve installed at a predetermined location in an actual plant, it is necessary to select a valve having an internal shape that satisfies the required CV value. When there is an error in the planned CV value calculated from the internal shape, there may be a limit imposed on the use of the valve installed in the actual machine. For this reason, in order to increase the certainty of the CV value of the designed valve, it is necessary to measure the flow rate and pressure under the severe conditions specified by ANSI and calculate the CV value. And need time.
そこで、本実施形態４では、新規に設計する弁の要求Ｃｖ値と、Ｃｖ値のデータベースに登録されたＣｖ値を比較し、同等となるＣｖ値を抽出することで、設計段階で精度の高いＣｖ値が与えられるため、新規に設計する弁の内部形状を、設計条件に合致した適切な内部形状にすることができる。 Therefore, in the fourth embodiment, the required Cv value of the valve to be newly designed is compared with the Cv value registered in the Cv value database, and an equivalent Cv value is extracted, so that the accuracy is high at the design stage. Since the Cv value is given, the internal shape of the newly designed valve can be made an appropriate internal shape that matches the design conditions.
図６により、弁の性能評価方法の各ステップ（Ｓ４１，Ｓ４２）を説明する。
（Ｓ４１）
本実施形態４では、Ｓ４１において、実プラントの所定の箇所に設置される新規の弁のＣｖ値が要求ＣＶ値を満たすように、ＣＶ値データベースから要求Ｃｖ値と同等のＣＶ値の弁を抽出する。ここで、ＣＶ値のデータベースには複数の内部形状を有する弁と所定の配管構成を有する複数の弁−配管モデルについてＣＶ値のデータベースが作成されている。
Each step (S41, S42) of the valve performance evaluation method will be described with reference to FIG.
(S41)
In
（Ｓ４２）
Ｓ４２において、このＣｖ値を有する抽出された弁の内部形状を新規な弁の内部形状として決定する。
本実施形態４によれば、新規に設計する弁の要求ＣＶ値と、データベースに登録されたＣＶ値を比較し、同等となるＣＶ値を抽出することで、設計段階で精度の高いＣＶ値が与えられるため、設計条件に合致した内部形状を有する弁を設計することができる。
(S42)
In S42, the internal shape of the extracted valve having this Cv value is determined as the internal shape of the new valve.
According to the fourth embodiment, the required CV value of the valve to be newly designed is compared with the CV value registered in the database, and an equivalent CV value is extracted. Since the CV value is given, a valve having an internal shape that matches the design conditions can be designed.
（実施形態５）
実施形態５の弁の性能評価方法を図７により説明する。
弁内部部品に作用する圧力を測定にするには、現状では圧力計を弁内部に設置する等の大掛かりな試験設備が必要であった。
(Embodiment 5)
A valve performance evaluation method according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
In order to measure the pressure acting on the internal parts of the valve, a large-scale test facility such as installing a pressure gauge inside the valve is currently required.
そこで、本実施形態５は、実施形態１の配管と弁のモデルを用いて、ＣＦＤにより弁体、ベローズ等の弁内部部品に作用する圧力を算出している。 Therefore, in the fifth embodiment, using the piping and valve model of the first embodiment, the pressure acting on the valve internal parts such as the valve body and the bellows is calculated by CFD.
図７により、弁の性能評価方法のステップ（Ｓ５１）を説明する。
（Ｓ５１）
実施形態１のＳ３において、配管及び弁の内部形状データベースから３Ｄ−ＣＡＤ化を行い、弁−配管モデルを作成している。Ｓ５１において、この弁−配管モデルを用いてＣＦＤにより計算を行い、弁内部の圧力を算出する。そして、この圧力に基づき弁体、ベローズ等の弁内部部品に作用する圧力を計算する。
The step (S51) of the valve performance evaluation method will be described with reference to FIG.
(S51)
In S3 of Embodiment 1, 3D-CAD conversion is performed from the internal shape database of piping and valves to create a valve-piping model. In S51, calculation is performed by CFD using this valve-pipe model, and the pressure inside the valve is calculated. And based on this pressure, the pressure which acts on valve internal parts, such as a valve body and a bellows, is calculated.
本実施形態５によれば、弁内部部品に作用する圧力を精度良く算定できることから、設計段階で弁内部部品が破損する可能性を評価できるので、弁内部部品に対する健全性評価を適切におこなうことができる。 According to the fifth embodiment, the pressure acting on the internal parts of the valve can be calculated with high accuracy, and therefore the possibility of damage to the internal parts of the valve can be evaluated at the design stage. Can do.
１…弁箱、２…弁体、３…弁、４…配管、５…エルボ、６…弁−配管モデル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Valve box, 2 ... Valve body, 3 ... Valve, 4 ... Piping, 5 ... Elbow, 6 ... Valve-pipe model.
Claims (7)
前記配管及び弁内部の３次元形状のデータベースを作成する工程と、
前記３次元形状のデータベースから性能評価対象の弁及び配管を抽出し、それらを組み合わせた弁−配管モデルを作成する工程と、
前記弁−配管モデルに計算流体力学法を適用し、前記性能評価対象の弁のＣＶ値を算出する工程と、
算出したＣＶ値のデータベースを作成する工程と、を有することを特徴とする弁の性能評価方法。 Measuring the three-dimensional shape of piping and valves used in the plant;
Creating a database of three-dimensional shapes inside the piping and valves;
Extracting a valve and piping for performance evaluation from the database of the three-dimensional shape, and creating a valve-piping model combining them;
Applying a computational fluid dynamics method to the valve-pipe model to calculate a CV value of the valve to be evaluated;
And a step of creating a database of calculated CV values.
前記キャビテーション係数からキャビテーションの発生の有無を判定するする工程と、
キャビテーションの発生の有無により、異なる臨界流速の算定式を用いて前記弁の自励振動の発生を予測する工程と、を有することを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載の弁の性能評価方法。 Applying a computational fluid dynamics method to the valve-pipe model to calculate a cavitation coefficient of the valve;
Determining the presence or absence of cavitation from the cavitation coefficient;
4. The valve performance according to claim 1, further comprising a step of predicting the occurrence of self-excited vibration of the valve by using different calculation formulas of critical flow velocities depending on the presence or absence of cavitation. Evaluation methods.
不具合が発生した弁のキャビテーション係数と同等のキャビテーション係数を有する弁を前記キャビテーション係数のデータベースから抽出する工程と、を有することを特徴とする請求項４に記載の弁の性能評価方法。 Creating a database of valve cavitation coefficients used in the plant;
5. The valve performance evaluation method according to claim 4, further comprising a step of extracting a valve having a cavitation coefficient equivalent to a cavitation coefficient of a valve in which a defect has occurred from the cavitation coefficient database.
前記抽出した弁の内部形状を前記新規の弁の内部形状として決定する工程と、を有することを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載の弁の性能評価方法。 A step of extracting a valve required C V value equivalent C V values of the new valve used in the predetermined portion of the plant from a database of the C V value,
The valve performance evaluation method according to claim 1, further comprising: determining an internal shape of the extracted valve as an internal shape of the new valve.
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| JP2014048222A (en) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Valve self-excited vibration evaluation system and valve self-excited vibration evaluation method |
| CN105547677A (en) * | 2015-12-30 | 2016-05-04 | 慈溪市天行电器有限公司 | Dual-channel proportioning valve automatic motion performance test method |
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2010
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