水道用ソフ フトシール仕 仕切弁における る長期全閉保 保持後の止水性 性能に関する る一考察 ○ ○西野 真依子 子(クボタ) 森村 克 (クボタ) １． はじめに シール仕切弁は は1984年のJWW WA規格化以来、確実に設置台数 数を増やし現在 在管路用バルブと 水道用ソフトシ し して最も多く使用 用されている。しかしながら、管末や連絡管 管など常時全閉で で使用される用 用途の場合、ゴム ム 念され、採用が見送られること とや他のバルブ ブと併用されるこ ことも多い。 の弾性低下が懸念 また、昨今GX形 形に代表される るようにダクタイ イル鋳鉄管の長 長寿命化が推し進 進められており り、管路用バルブ ブ についても従来以 以上に長寿命化 化が求められるよ ようになってき きた。そのような な中、残留塩素 素に起因するゴム ム に け、弁体に適用するゴムを耐塩 塩素性の高い材 材料（耐塩素EPDM）へ改良し し、耐用年数の延 延 の劣化問題を受け 長 長を図ってきた。１） これらの のゴム材料に関し して、残留塩素に に対する劣化の の予測は数多く行 行われてきたが が、 弾 弾性低下をはじめ めとする長期使 使用後の物性変化 化に関するデー ータの蓄積は十分 分とはいえない い。 上述した背景を を受けて、今回 回耐塩素EPDMを を適用したソフ フトシール仕切弁 弁について、全 全閉状態で長期間 間 保 保持した後の止水 水性能を明確に にするため、各種 種試験に取り組 組んだ。それらの の結果に基づき き止水可能な期間 間 に について予測を行 行ったので、ここに報告する。 ２． 評価試験手 手法 2.1 1 実配管中での全閉保持試験 験 ソ ソフトシール仕 仕切弁は弁棒に操 操作トルクを与 与え、弁体のゴム ム部を弁棒の押込み力により圧 圧縮して止水を行 う。そのため、長 長期全閉保持後 後にゴムの弾性が が低下すると、弁棒の押込み力 力も低下する。そこで、実配 配管 の管末にソフトシ シール仕切弁 6 台（図 1）を設 設置し、長期全閉 閉保持後の締付 付けトルクを測定 定し、その低下 下割 合 合を調査した。試 試験条件を表 1 に示す。締付 付けトルクの測定 定は、バルブを閉操作し、弁棒 棒が動き始めるい わ わゆる増し締めト トルクの計測とした。 形式 式 呼び径 径 弁体ゴム ム材料 設置台 台数 配管圧 圧力 全閉トル ルク （初期締付 付け時） 図 1 実配 配管中での試験装 装置外観 全閉保持 持期間 （トルク測定 定日） 表 1 試験条件 試 内ねじフラ ランジ形 φ1 00 耐塩素EPDM 台 6台 0.76M MPa 00N･m（機能試験 験トルクの100%） 10 75N･m（機能試験トルクの75%） 50N･m（機能試験トルクの50%） 日，89日 1日，29日 2 ゴム材料の圧 圧縮永久ひずみ み試験 2.2 ゴムの弾性低下 下については、圧縮永久ひずみ みの促進試験で で予測することが が一般的である る。そのため、弁 体 体に適用している るゴム材料でテ テストピースを製 製作し、促進す する条件下（50%圧縮･40℃･ド ドライ）で一定 定期 間 間（3 日･10 日･3 30 日）保持し、圧縮永久ひず ずみ率の推移を測 測定した。また、上述した実配 配管中での全閉 閉保 持 持試験後(約 8 ヵ月 月経過後)の弁体 体の圧縮永久ひ ひずみ量を測定し し、促進試験と との相関を調査し した。 水道用ソフ フトシール仕 仕切弁におけ ける長期全閉保持後の止水 水性能に関す する一考察 ３． 3.1 長期全閉 閉保持後の止水 水性能の予測 締付けトル ルクからの予測 測 実配管中で一 一定期間全閉保 保持した後の締 締付けトル 図 2 に示す。押込 込み力が低い締 締付けトル クの変化率を図 件では、測定結 結果にばらつき きがみられ ク 50N･m の条件 たが、十分な押 押込み力が得られる 75N･m 、100N･m た 持期間が長くな なるほど締付け けトルクの の条件では、保持 低 低下傾向が確認 認された。 次に 75N･m ならびに 100 0N･m の結果を を基に、20 年 年後までの締付 付けトルクの低 低下予測を行っ った。その結 果 果を図 3 に示す す。試験を行った たφ100 ソフ トシール仕 図 2 締付けトルク ク変化率 切 切弁の止水可能 能な操作トル クが 40N･m であり、 10 00N･m で全閉 閉操作した場合 合、20 年後も止 止水性能を 維 維持できるとい いう推定結果が が得られた。 2 3.2 圧縮永久ひ ひずみ率からの の予測 引き続いて、圧縮永久ひずみ 圧 み率から止水性 性能につい た結果を図 4 に示す。 に テストピ ピースを用 て予測を行った いた促進試験か から得られた推 推定直線を基に に、8 ヶ月間 い 全 全閉保持した弁 弁体ゴムのひず ずみ率をプロッ ットし、長期 全 全閉保持後の圧 圧縮永久ひずみ み率を予測した た。試験弁 図 3 締付けトルクの の変化予測 （ （φ100）は弁体 体ゴムの圧縮永 永久ひずみ率が が 37.5%以 下 下であれば止水 水が可能であり、本予測でも も 20 年間以 上 上の性能維持の の推定結果が得 得られた。 3 3.3 長期全閉保 保持後の止水性 性能の期待値 上述した 2 つの検討結果か つ から、長期全閉保 保持後の止 水 水性能について て次の予測をた たてることがで できた。 1 1) 機能試験トル ルク（φ100 は 100N･m）で締 締め付けた 場合、20 年間以上止水性 年 性能の維持が期待 待できる。 2 2) 定期的に機能試験トルクで で増し締めを行う うことで 止水性能が維持できる期間 間のさらなる延長 長が期待 できる。 図 4 圧縮永久ひずみ率 圧 率の変化予測 ４． おわりに に 今 今回行った試験 験は盛岡市上下 下水道局様との の共同研究によ より実フィールド ド（実配管）を使 使用して実施した た。 試 試験結果から、耐 耐塩素 EPDM を適用したソフト を トシール仕切弁 弁の長期全閉保 保持後の止水性 性能を予測するこ こと ができた。しかし、データにばら らつきがあり、そ その予測精度は は十分といえない いことから、今後 後も共同研究を を継 続 続し保持期間を延 延長したデータ タを積み上げるこ ことで、信頼性を高めていく所 所存である。 ＜参考文献＞ 1) 森村ほか：第 第 59 回全国水道 道研究発表会講演 演集，pp. 330～ ～331(2008)
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