バタフライバルブの本体・ディスク材：ねずみ鋳鉄・球状黒鉛鋳鉄・CF8M・アルミ青銅・デュプレックス
執筆者
アレン・チャン · シニアアプリケーションエンジニア、LAUX VALVE
シートは流体をシールしますが、本体とディスクは圧力を担い、媒体を正面から受けます。誤って選ぶと、初日は完璧にシールしたバルブが一シーズンで腐食・侵食・割れを起こします。本体は圧力境界を成し配管にボルト留めされ、ディスクは常に流れの中に居て毎秒、媒体の化学的・摩耗的攻撃をすべて受けます。本ガイドは主流の本体・ディスク材 — ねずみ鋳鉄・球状黒鉛鋳鉄から炭素鋼、CF8M ステンレス、アルミ青銅、そしてデュプレックスまで — を解説し、金属を媒体・温度・圧力に合わせる意思決定フローを示します。
本体とディスクは役割が異なる
本体は圧力保持の殻です。定格圧力とフランジからのボルト荷重に耐えねばなりませんが、弾性シートバルブではゴムライナーが通常それを媒体から遮るため、被覆した鋳鉄／球状黒鉛鋳鉄の本体は、地金なら腐食する水でも問題ありません。ディスクはその逆で、常に濡れ流れに洗われるため、その合金は媒体の腐食とあらゆる摩耗に直接耐える必要があります。だからこそ、一般的で経済的な構成は、被覆した球状黒鉛鋳鉄本体にステンレスまたはアルミ青銅ディスクを組み合わせます — 保護される所には安い金属、露出する所には耐食金属。
材料比較表
| 材料 | 代表的用途 | 長所 | 回避 | コスト |
|---|---|---|---|---|
| ねずみ鋳鉄（GG25） | 低圧水の本体 | 安価・減衰良好・鋳造容易 | 脆い・低 PN・衝撃不可 | $ |
| 球状黒鉛鋳鉄（GGG40/50） | 多くの水・HVAC 本体 | 靱性・強度・PN16/25 対応 | 地金は腐食 — 被覆／ライニング必要 | $ |
| 炭素鋼（WCB） | 炭化水素・蒸気・油・ガス | 高圧・高温・溶接可 | 未被覆では水で発錆 | $$ |
| CF8M（鋳造 316） | 腐食性・食品・医薬・化学 | 広い耐食性・衛生的 | 塩化物（孔食） — 海水はデュプレックス | $$$ |
| アルミ青銅（ディスク） | 水・汽水・HVAC ディスク | 水中で優秀・防汚性 | 強酸・高摩耗には不可 | $$$ |
| デュプレックス／ニッケルアルミ青銅 | 海水・淡水化・塩化物かん水 | 孔食／応力腐食割れに優秀・高強度 | 最高コスト・長納期 | $$$$ |
金属の選定：意思決定フロー
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1. 媒体は腐食性または衛生的に重要か？
酸・薬品・食品／医薬接触か？ CF8M（鋳造 316）ディスクを選定 — ライニングが殻を完全に隔離しないなら本体も CF8M。海水や塩化物かん水ならデュプレックスまたは Ni-Al 青銅へ。
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2. 炭化水素・蒸気・高圧／高温か？
石油・ガス、蒸気、Class 300 以上では、炭素鋼（WCB）本体にステンレス／合金ディスクが標準で、耐火または金属シートを併用。鉄系本体は通常仕様で除外されます。
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3. 摩耗性または生物付着しやすい水か？
アルミ青銅ディスクは侵食と海洋生物付着によく耐え、原水・汽水・冷却水で好まれます。重いスラリーには、硬化／被覆ディスクと頑丈な球状黒鉛鋳鉄または鋼本体を検討します。
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4. それ以外 — 被覆球状黒鉛鋳鉄＋青銅／ステンレスディスク
通常の飲料水・HVAC・建築設備には、エポキシ被覆の球状黒鉛鋳鉄本体に EPDM ライナーとステンレスまたはアルミ青銅ディスクが、実績ある経済的な既定 — 強く・防食され・オールステンレス弁のわずかなコスト。
よくある質問
CF8M とは何で、316 ステンレスとどう関係しますか？
CF8M は ASTM A351 における 316 ステンレスの鋳造相当 — 本質的に鍛造ではなく鋳造形の 316 で、モリブデンにより孔食・塩化物への耐性を高めています。バルブ本体とディスクは鋳造のため、加工品なら 316 と書く所にデータシートでは CF8M と記されます。化学・食品・医薬に広い耐食性を与えますが、鍛造 316 同様、塩化物の多い水では孔食しやすく、そこではデュプレックスが適します。
本体とディスクは異なる材料にできますか？
はい — 実際よくあります。弾性ライナーが通常本体を媒体から遮り、ディスクは完全に濡れるため、最も費用対効果の高い構成は、安価で保護された本体（被覆球状黒鉛鋳鉄）と耐食ディスク（ステンレスまたはアルミ青銅）を組み合わせます。プレミアム合金は媒体が実際に攻撃する所だけに払います。シャフト・軸受・締結具も媒体に適合させること — 濡れるためで、炭素鋼シャフトのバルブにステンレスディスクでもシャフトで破損し得ます。
球状黒鉛鋳鉄はバタフライバルブ本体として十分強いですか？
多くの水・HVAC 用途では十分です。球状黒鉛鋳鉄は、黒鉛が片状でなく球状のため、ねずみ鋳鉄よりはるかに靱性が高く耐衝撃性に優れ、PN10/16/25 の水用途を余裕でこなします。大口径までの弾性シートバルブの主力本体材料です。限界は高温・炭化水素・耐火規格 — そこでは炭素鋼（WCB）またはステンレス本体が必要です。地金は腐食するため、エポキシ被覆または完全ライニングが必須です。
海水・淡水化にはどの本体・ディスクが必要ですか？
濡れ部にはデュプレックス／スーパーデュプレックスステンレスまたはニッケルアルミ青銅を使います。海水は塩化物が多く、特に温かい・滞留時に標準 316/CF8M を孔食させるため、ディスク・シャフト・濡れる本体表面は耐塩化物合金にすべきです。デュプレックスは非常に高い強度に加え優れた孔食・応力腐食割れ耐性を持ち、ニッケルアルミ青銅は天然の防汚性を加え、海洋冷却水で実績があります。ボルト・ステム・シート材も合わせること — 最も弱い濡れ部品が寿命を決めます。
