JP2001208217A

JP2001208217A - 弁及びその製造方法

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Publication number: JP2001208217A
Application number: JP2000017741A
Authority: JP
Inventors: Takanori Kodama; 孝徳児玉; Keiichi Oba; 慶一大場
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2001-08-03
Also published as: CN1310305A; TW470833B

Abstract

(57)【要約】【課題】塩素あるいはフッ素等のハロゲン系腐食性ガ
ス・液の製造プラント、それらのガスの利用あるいは消
費設備に装着する際に、極めて有効な耐食性能を実現
し、腐食による作動不良・漏洩を防止する弁及びその製
造方法を提供する。【解決手段】弁の基材表面に形成された金属皮膜の表
面に、膜厚が０．１〜５μｍのフッ化不動態膜が形成さ
れたことを特徴とする弁、及び弁の基材表面に金属皮膜
を形成し、その表面を酸化性物質により強制酸化させた
後に、この強制酸化膜をフッ化ガスと反応させる工程
と、弁の構造部品を接続する組み立て工程を含むことを
特徴とする弁の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塩素あるいはフッ
素等のハロゲン系腐食性ガスまたは液の製造プラントお
よびそれらのガスの利用、消費設備において使用される
弁及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】塩素あるいはフッ素等のハロゲン系ガス
は腐食性が激しく、毒性をもつ高圧ガスのため、その製
造設備あるいは利用消費する設備に設置される弁には、
それらのガスが漏洩しない安全性構造と腐食性ガスによ
る腐食を防止する耐食性が要求されている。塩素（ソー
ダ）工業設備においては、長年の実績からグランドタイ
プの玉型弁が使用され続けており、この玉型弁は構造が
シンプルで大流量まで流せる特徴を有している。図１に
代表的な玉型弁の構造を示したが、このグランドシール
玉形弁の構造では、弁体を開閉するときに必要なステム
（弁棒）が上下運動するときに、弁箱を貫通するグラン
ド部からの、グランドパッキングの疲労により発生する
隙間からの塩素ガスの漏れがどうしても避けらないとい
う問題があり、また外部（大気）とのシールは、回転シ
ャフト部のＯ−リングシールかグランドパッキングシー
ルのため、外部リーク量は桁違いに大きい。

【０００３】このガス漏れを防止する対策として、長年
各種改良が実施されてきている。その一例を図２に示し
たが、グランド部を長くとり、４種類のパッキングを多
層に重ね会わせ、リークを減少させる方法が一般的に行
われる。しかしながら、パッキングは疲労・変形・摩耗
等で機能劣化が避けられず、本質的に漏れを完全に止め
ることは不可能であるため、頻繁なメンテナンスを行う
ことによりパッキングを交換する必要がある。また弁座
部は、金属ステムとテフロン系樹脂またはメタルシート
との摺動部でのシールのため、弁座締め切り面圧が小さ
く弁座リーク量は極めて高く、この摺動部があるため、
パーティクルの発生が多いという問題がある。このパー
ティクルの発生を防止することは困難であり、シート部
に堆積して完全な遮断ができなくなる原因となる。ここ
で、漏れを防止するため増し締めを繰り返すと、開閉作
業に多大な労力を必要とし、ついにはねじ切りや作動不
良を起こす原因となる。さらに、塩素製造ラインで従来
の玉型弁を使用すると、塩素が外部に対して漏洩した場
合、塩素が大気中の水分と反応して塩酸が生成する。弁
のボディーおよび構成部品は鍛造鋼が主流であり、生成
した塩酸により腐食が急激に起り、グランド部、ステム
等が作動不良となり、頻繁なメンテナンスおよび部品交
換が必要となる。従って、特にソーダ工業設備におい
て、ガスが漏れにくく、腐食しにくい弁が切望されてい
る。

【０００４】以上のような理由により、塩素あるいはフ
ッ素ガス等のハロゲン系腐食性ガスの製造、消費設備に
装着、使用される弁には以下の（１）〜（６）の特性が
要求されている。（１）外部と完全に遮断され、外部リークがないこと。（２）無発塵でパーティクルの発生が少ないこと。（３）ガス置換特性のよいこと。（４）初期弁座閉止性能のよいこと。（５）弁構成部品のガス流路表面からの放出ガス、吸着
水分の脱離がよいこと。（６）塩素あるいはフッ素等のハロゲン系ガスに対して
耐食性がよいこと。

【０００５】すなわち、（１）は、外部からのリークを
無くし、大気混入を極力減らすということであり、外部
リーク量は、現状の測定器で最高感度を有するヘリウム
（Ｈe）リークディテクターの検出限界である、２×１
０^-8Pa・m³/s/m²以下が必要である。この値は、繰り返
し作動、圧力負荷、腐食性雰囲気等の条件下において外
部から確実にシールされていることを示している。
（２）は摩耗、腐食生成物による堆積物がバルブの作動
不良を招くことを防止するため、特に繰り返し作動によ
って、主として摺動部である弁座から発生するパーティ
クルを極力少なくする必要があることを示している。
（３）はバルブ構成部品には、ガス置換性の良いコンポ
ーネントを使用し、滞留部（デッドスペース）を持たな
いように設計された構造が必要であることを示してい
る。また、（４）は組立直後の弁座部からのリークが少
なく、完全閉止ができる機能を有していることを示して
おり、定量的には、１０^-6Pa・m³/s/m²以下のレベルま
で抑える必要がある。（５）は内部を流通する流体（ガ
ス、液）が腐食性をもつ高圧ガスであるため、バルブ内
面からの放出ガス、吸着水分の脱離がよいことが要求さ
れていることを示している。塩素ガスは加水分解して塩
化水素、塩酸に変化し、フッ素ガスはフッ酸に変化して
さらに腐食性は強くなるばかりか、浸透性があるため加
速度的に腐食が進行するからである。（６）は耐食性能
が高い素材を使用するか、もしくは耐食性能を増すため
の表面処理が施されていることであり、価格と加工性を
考慮して耐食性能とのバランスが取れた材料と表面処理
の方法を選定する必要がある。これらの（１）〜（６）
の要求特性は厳しいため、いろいろな形式の弁が提案さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような背
景の下になされたものであって、塩素あるいはフッ素等
のハロゲン系腐食性ガス・液の製造プラント、それらの
ガスの利用あるいは消費設備に装着する際に、極めて有
効な耐食性能を実現し、腐食による作動不良・漏洩を防
止する弁及びその製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、基材表面に形成さ
れた金属皮膜の表面に、膜厚が０．１〜５μｍのフッ化
不動態膜が形成された弁を用いれば、腐食による作動不
良あるいはガスの漏洩を防止し、前記問題を解決できる
ことを見出し本発明を完成するに至った。本発明は以下
の（１）〜（２５）に示される弁及びその製造方法に関
する。

【０００８】（１）弁の基材表面に形成された金属皮膜
の表面に、膜厚が０．１〜５μｍのフッ化不動態膜が形
成されたことを特徴とする玉型弁。（２）前記金属皮膜がニッケル皮膜からなる上記（１）
に記載の玉型弁。（３）前記フッ化不動態膜が、金属皮膜が強制酸化され
た後にフッ素化されたものである上記（１）または
（２）に記載の玉型弁。（４）ステムの回転をスイベルストッパーで防止する上
記（１）〜（３）のいずれかに記載の玉型弁。（５）弁の構造がベローズシール構造である上記（１）
〜（４）のいずれかに記載の玉型弁。（６）ベローズがシームレス構造である上記（５）に記
載の玉型弁。（７）前記ベローズがハステロイＣ−２２である上記
（５）または（６）に記載の玉型弁。（８）弁座部がソフトシール構造であり、ソフトシール
がＰＴＦＥである上記（１）〜（７）のいずれかに記載
の玉型弁。（９）ガス流路がＳ字形である上記（１）〜（８）のい
ずれかに記載の玉型弁。（１０）弁開度が呼び径の１／３以下である上記（１）
〜（９）のいずれかに記載の玉型弁。

【０００９】（１１）ハロゲン系腐食性ガスまたは液に
用いられる上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の玉
型弁。（１２）弁の基材表面に形成された金属皮膜の表面に、
膜厚が０．１〜５μｍのフッ化不動態膜が形成されたこ
とを特徴とする仕切弁。（１３）ハロゲン系腐食性ガスまたは液に用いられる上
記（１２）に記載の仕切弁。（１４）弁の基材表面に形成された金属皮膜の表面に、
膜厚が０．１〜５μｍのフッ化不動態膜が形成されたこ
とを特徴とする逆止弁。（１５）ハロゲン系腐食性ガスまたは液に用いられる上
記（１４）に記載の逆止弁。（１６）弁の基材表面に金属皮膜を形成し、その表面を
酸化性物質により強制酸化させた後に、この強制酸化膜
をフッ化ガスと反応させる工程と、弁の構造部品を接続
する組み立て工程を含むことを特徴とする弁の製造方
法。（１７）前記金属皮膜がニッケルまたはニッケル合金の
電解または無電解メッキにより形成されたものである上
記（１６）に記載の弁の製造方法。

【００１０】（１８）前記酸化性物質が、酸素、亜酸化
窒素、過酸化窒素、オゾン及びこれらのガスを含有する
混合ガスの少なくとも１種である上記（１６）または
（１７）に記載の弁の製造方法。（１９）前記酸化性物質が、硝酸または過酸化水素含有
溶液である上記（１６）または（１７）に記載の弁の製
造方法。（２０）前記酸化性物質が、陽極酸化法により陽極で発
生する酸素である上記（１６）または（１７）に記載の
弁の製造方法。（２１）前記フッ化ガスがフッ素、三フッ化塩素及び三
フッ化窒素からなる群から選ばれる少なくとも１種のガ
スを含むものである上記（１６）〜（２０）のいずれか
に記載の弁の製造方法。（２２）弁の構造部品を接続する組み立て工程が、ベロ
ーズをベローズリングに溶接し、該ベローズリングをベ
ローズフランジに溶接する工程を含むものである上記
（１６）〜（２１）のいずれかに記載の弁の製造方法。（２３）弁が玉型弁である上記（１６）〜（２２）のい
ずれかに記載の弁の製造方法。（２４）弁が仕切弁である上記（１６）〜（２２）のい
ずれかに記載の弁の製造方法。（２５）弁が逆止弁である上記（１６）〜（２２）のい
ずれかに記載の弁の製造方法。すなわち、本発明は「弁の基材表面に形成された金属皮
膜の表面に、膜厚が０．１〜５μｍのフッ化不動態膜が
形成されたことを特徴とする弁」及び「弁の基材表面に
金属皮膜を形成し、その表面を酸化性物質により強制酸
化させた後に、この強制酸化膜をフッ化ガスと反応させ
る工程と、弁の構造部品を接続する組み立て工程を含む
ことを特徴とする弁の製造方法」である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、塩素あるいはフッ素等
のハロゲン系腐食性ガスを扱う際に用いられ、特に工業
用塩素ガス製造プラント、ソーダ電解設備および塩素ガ
スを使用する設備、例えば塩素ガスを使用し滅菌する上
水浄化設備、紙・パルプ製造業設備で塩素ガスによる漂
白用ラインに設置される弁に関する。具体的には、本発
明は、弁の基材表面に形成された金属皮膜の表面に、膜
厚が０．１〜５μｍのフッ化不動態膜が形成された弁で
あり、玉型弁、仕切弁あるいは逆止弁として使用するこ
とができ、ボール弁、バタフライ弁、ベローズ弁、ダイ
ヤフラム弁等の各種構造の弁として使用することが可能
である。

【００１２】ここで、従来から工業用塩素ガス製造プラ
ント、ソーダ電解設備で使用されている玉型弁を例に挙
げて本発明の弁について説明する。まず、本発明の玉型
弁は以下に示す（１）〜（４）の特徴がある。（１）弁の基材表面に形成された金属皮膜の表面に、膜
厚が０．１〜５μｍのフッ化不動態膜が形成されてい
る。（２）弁の構造がベローズシール構造である。（３）弁座部がソフトシール構造であり、ソフトシール
にPTFEを用いている。（４）ガス流路がS字形であり、弁開度が呼び径の１／
３以下である。

【００１３】上記（１）〜（４）のそれぞれの特徴につ
いて詳しく説明すると、（１）ボディーおよび構成部品は、通常低温用炭素鋼ま
たはＳUＳ３０４で構成されている。これらの材料は、
塩素等の腐食性ガスに使用する際には腐食対策が必要で
あるため、本発明は弁の基材表面に形成された金属皮膜
の表面に、膜厚が０．１〜５μｍ、好ましくは１〜３μ
ｍ、さらに好ましくは１〜２μｍのフッ化不動態膜を形
成することによって耐食性を向上させる。（２）従来の玉型弁からの漏れはほとんどがグランドパ
ッキング部からの漏れに起因している。一般の玉形弁は
グランドシール構造であるため構造的に漏れを皆無にす
ることは不可能である。特に塩素やフッ素ガスの如き毒
性ガスは、危険なのでグランド部からの外部漏れを構造
的に皆無にすることが望ましい。この理由から、本発明
はベローズシール構造を採用した。また、最も可動する
部材であるベローズは耐食性と寿命を考慮してシームレ
スの液圧一体成形のハステロイ製を用いるが、好ましく
はハステロイＣ−２２材製を用いる。さらに、ステムは
通常上下運動に伴い回転し、この回転によりグランド部
の磨耗・劣化が起こってガス漏れの原因となる。本発明
では、ステムの回転を防止するためにスイベルストッパ
ー（回り止め）を使用しており、ステムの動きは上下運
動のみとなり、薄いベローズをねじることがなくなり、
弁の寿命を延ばすことができる。また、これによりシー
トのディスクとシートリングのシール性をよくし、内部
漏れ、外部漏れのないダブルシール構造を実現した。

【００１４】（３）弁座部をソフトシール構造とするこ
とで締め切り性能をよくし、多少の異物を噛んでも漏れ
を止めることのできるＰＴＦE製のソフトシールを採用
した。これにより閉止するハンドルトルクを小さくする
ことができ、かつ極めて容易に交換可能な構造とした。
ソフトシールは例えばモネル製の金属シートに交換する
ことができ、この場合には液化塩素に対する耐食性をさ
らに向上させることができる。（４）ガスの流路をＳ字形とし、流量の確保とコンパク
ト化を実現した。現状の市販されているグランドシール
玉形弁は、入口流路は前後の配管ラインのセンターに合
わせて直線的に配置されており、出口は弁箱の上部より
急傾斜の穴を配しているので、弁体（ディスクホルダー
とディスク）の開度を大きくとらないと、抵抗が大きく
なるため圧力損失が大きく流量の確保ができない。その
ため、弁体開度を呼び径の１／２またはそれ以上になる
ように設計されている。本発明のベローズシール玉形弁
は係る従来の問題を解決するために、ガスの流路をＳ字
形にとることで弁体を開としたとき、弁座から吐出され
る流体が即出口に流れるように、出口側斜め穴が弁座部
に直結する構造とした。この構造によりリスト（弁開
度）が呼び径の１／３に済み、ベローズをボディー内に
収納可能にすることができ、コンパクト化が達成でき
た。

【００１５】図３に本発明の一実施形態であるベローズ
シール玉型弁の構造を示した。図中の２５はステム、２
１はスイベルストッパーを示し、上述したようにステム
２５の回転を防止する構造となっている。２２はグラン
ドパッキングであり、異物のベローズ２４内への侵入を
防ぎ、ベローズが破損した場合でもガスの漏洩を防止す
る２重シール構造とした。また、２６はソフトシート、
２７はシートリングであり、２８はＳ字形のガス流路を
示している。尚、ガスは弁の図面左側から右側に流れる
構造となっている。

【００１６】次に本発明の弁の製造方法について説明す
る。本発明の弁の製造方法は、弁の基材表面に金属皮膜
を形成し、その表面を酸化性物質により強制酸化させた
後に、この強制酸化膜をフッ化ガスと反応させる工程
と、弁の構造部品を接続する組み立てる工程を含むこと
を特徴とする。ここで、弁の基材表面に金属皮膜を形成
し、その表面を酸化性物質により強制酸化させた後に、
この強制酸化膜をフッ化ガスと反応させる工程について
は、本発明者らが特開平１１−９２９１２号において開
示している。

【００１７】すなわち、本発明では先ず、弁の基材表面
に金属の皮膜を形成する。この金属皮膜はニッケル、
銅、銀、アルミニウムあるいはこれらの一種以上を含む
合金の、電解メッキ、無電解メッキ、物理蒸着（ＰＶ
Ｄ）等によって成膜された皮膜が挙げられる。電解メッ
キとしては、Ｎｉメッキ、Ｎｉ−Ｃｕメッキ、Ｎｉ−Ｗ
メッキ等が挙げられる。無電解メッキとしては、Ｎｉ−
Ｐメッキ、Ｎｉ−Ｂメッキ、Ｎｉ−Ｐ−Ｗメッキ、Ｎｉ
−Ｐ−Ｂメッキ等が挙げられる。また、ＰＶＤとして
は、Ｎｉもしくはその合金のスパッタリング法が挙げら
れる。好ましくは、ニッケルまたはニッケル合金の電解
または無電解メッキによって成膜された皮膜がよい。皮
膜を形成する弁の基材は前述したように通常低温用炭素
鋼またはＳUＳ３０４から構成されるが、金属皮膜形成
前に、脱脂、酸洗、研磨、ショットブラストなど公知の
下地処理を行う。

【００１８】次に、金属皮膜表面を一旦強制酸化し、そ
の後にこの酸化金属皮膜をフッ化ガスと反応させる。こ
れは自然酸化では、酸化膜の膜厚が数１０〜数１００オ
ングストロームであり、しかも強固な酸化膜が形成され
る金属はアルミニウムなどの特定の金属に限られるため
である。強制酸化後にフッ素化を行うと、酸素とフッ素
の置換反応が起こってフッ化層が形成される。したがっ
てフッ化層の膜厚は強制酸化層の膜厚に比例して増大
し、本発明による金属皮膜表面に形成するフッ化層の膜
厚は、表面に形成された酸化物膜の膜厚を制御すること
により、いわゆる不動態化によって得られていた以上に
膜厚化したフッ化膜を提供することが可能となる。この
ようにして生成したフッ化層は、耐食性や耐久性におい
て実用上十分に耐えられるレベルの性能を有する。フッ
化層とは広義ではフッ素を含有する層であるが、好まし
くはフッ化物より実質的になるものである。ここでフッ
化とは実質的な意味であって、酸化された金属皮膜は１
００％フッ化物に変える必要はないが酸素は検出レベル
未満にフッ素と置換されていることが好ましい。金属
は、必ずしも均一にフッ化される必要はなく、フッ化層
の厚さが不均一でもよく、フッ化物領域とフッ素拡散領
域が混在していてもよい。強制酸化後にフッ化処理を行
うと単に酸化層がフッ素と置換されフッ化物が生成する
のみならず、皮膜の金属へのフッ素の拡散が起こりその
結果、厚いフッ化層を形成することができる。この場
合、フッ化層が金属のフッ化物より実質的になる第１の
層とこの下層にフッ素が拡散した第２の層よりなる。

【００１９】強制酸化手段としては、いわゆる気相酸化
が可能であり、この場合酸素またはその中性もしくは不
活性ガスとの混合ガスが好ましく、さらに、亜酸化窒
素、過酸化窒素、オゾン、またこれらと中性もしくは不
活性ガスとの混合ガスも好ましい。この場合、これらの
ガスを高温にて金属と接触させる。その他の強制酸化手
段として液相酸化が挙げられる。これは、硝酸、過酸化
水素水等の溶液への浸漬で行なうこともできる。さらに
アルカリなどの電解液を用いて、金属を陽極酸化しその
表面に酸化膜を形成することもできる。上述のように強
制酸化処理の手法は、形成させる酸化膜の厚さに応じて
組み合わせることができる。

【００２０】同様にフッ化処理は、フッ素、三フッ化塩
素、三フッ化窒素などの１００％ガス、またはこれらの
ガスを窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスにて希
釈したガス、あるいはフッ素などのプラズマガスを用い
て、金属表面上の最表層に形成した酸化皮膜を反応さ
せ、フッ素の拡散層やフッ化物の皮膜を得る方法であ
る。具体的には、次のように行えばよい。すなわち、上
記の如き金属を常圧気相流通式の反応炉に装着し、酸化
性のガスの流通下、反応炉を所定の温度に加熱、所定時
間保持した後に、さらに所定の温度にてフッ化ガスを充
填し所定時間反応させ、表面のフッ化処理を行えばよ
い。この場合、反応炉への装入前に金属の脱脂、脱水処
理を通例により実施して、その後形成される強制酸化膜
の純度を高めかつ欠陥がないものとする。ただし、金属
表面に残存する数十オングストローム異化の薄い自然酸
化膜はバルクとともに強制酸化されるので、強制酸化前
に除去する必要はない。

【００２１】さらに、反応炉の温度は、ニッケル及び銅
の強制酸化においては通常２００℃〜６００℃まで、特
に３００℃〜５００℃が好ましい。反応時間は通常1時
間〜４８時間、特に３時間〜２４時間が好ましい。アル
ミニウムは陽極酸化によることが好ましい。同様にフッ
化処理温度は常圧下では通常１００℃〜７００℃まで、
特に１５０℃〜５００℃が好ましい。また、反応時間は
通常1時間〜４８時間、特に３時間〜２４時間が好まし
い。これらの好ましい下限温度及び時間未満では、強制
酸化層の酸素が十分にフッ素で置換されず、またフッ素
の最表面からの拡散も十分ではなく、一方上限温度及び
時間を超えるとフッ素の反応が急激であり形成される皮
膜にクラックが生じる。

【００２２】次に、フッ化不動態膜を形成した弁の基材
を用いて、構造部品を組み立てる工程について説明す
る。弁にベローズシール構造を採用する場合には、この
工程において、ベローズを溶接する。ベローズの材質は
耐食性を考慮してハステロイが用いられるが、ここで、
ハステロイ製ベローズをステンレスに直接に溶接する
と、溶接部の耐食性が劣化するという問題が生じる。そ
こで、本発明では、ハステロイ製のベローズリングにベ
ローズを溶接し、そのベローズリングをステンレス製の
ベローズフランジおよびディスクホルダーにはめ合わせ
た上で溶接する方法をとった。溶接は、例えば耐食性が
高いニッケルを用いれば、接ガス部はハステロイおよび
ニッケル溶接部のみが露出することとなり、溶接部の耐
食性の劣化がない構造とすることができる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例を用いてさらに詳しく説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。（無電解Nｉ−Ｐメッキ皮膜の形成）鍛造低温鋼製のボ
ディー及びＳUＳ３０４製のその他構成部品を脱脂、酸
洗浄等により下地前処理を施した後、９０℃に昇温し、
所定のＰＨに調整したメッキ液槽に浸せきした。所定時
間反応させ、２０μｍの膜厚のNｉ−Ｐメッキ皮膜を全
表面に形成した。ここで用いた無電解Nｉ−Ｐメッキは
いわゆる化学ニッケルメッキといわれ、次亜リン酸塩還
元による酸性化学ニッケルメッキの市販の薬剤が実用化
されている。本実施例では、次亜リン酸ナトリウムを還
元剤とする化学ニッケルメッキ、すなわちニッケル−リ
ンメッキ（Nｉ−Ｐ合金メッキ）の市販の薬剤を用い
た。これらの薬剤は、主成分として金属分であるNｉＳ
Ｏ₄（硫酸ニッケル）２５ｇ／Ｌ、還元剤としてＮａＨ
ＰＯ₂（次亜リン酸）２０ｇ／Ｌ、錯化剤、安定剤、光
沢剤から構成される。

【００２４】（酸化皮膜の形成／フッ化処理）Nｉ−Ｐ
メッキを形成した部品を常圧気相流通式反応炉の炉内部
に装着し、減圧下２００℃にて５時間熱処理して表面の
吸着水分等を放出した。その後、酸素ガス（９９．９９
９％）を導入しながら、４００℃まで昇温し、その温度
を１２時間保持して金属表面を強制酸化した。その後、
窒素ガスを用いて酸素ガスを置換しながら徐々に冷却し
た。温度が３５０℃になったところで、２０％Ｆ２ガス
（窒素希釈）の導入を開始し、完全に置換した後、その
まま２４時間保持して、表面のフッ素化を行った。所定
時間後、フッ素ガスを窒素を用いて置換し、そのまま１
時間保持して室温まで冷却した。このとき得られたフッ
化不動体膜の厚さを測定すると約１．５μｍであった。

【００２５】上記方法により得られた、表面にフッ化不
動体膜が形成された弁に、ベローズシール等の構造部品
を溶接等を行いて組立て、塩素製造ラインに装着後、実
使用した。その結果、１ヶ月と３ヶ月間の連続使用で
は、まったく初期の流量特性に変化はなかった。また、
弁座、グランド部からの漏洩はまったくなく、その後、
一旦弁をはずし、解体して内部の腐食状況を確認した
が、腐食の痕跡はまったくなかった。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の弁は、塩
素あるいはフッ素等の腐食性が激しく、毒性をもつ、ハ
ロゲン系高圧ガスの製造設備あるいは利用消費する設備
に設置することができ、それらのガスが漏洩せず、ガス
による腐食も防止することができる安全な設備とするこ
とができ極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】代表的なグランドシール玉型弁の断面図であ
る。

【図２】改良された玉型弁のグランドシール部の断面
図である。

【図３】本発明の実施形態のベローズシール玉型弁の
断面図である。

【符号の説明】１ハンドル２ステム３スペーサー４グランドパッキング５グランドパッキング６弁体７フランジ８ボディー１１ステム１２スペーサー１３グランドパッキング１４グランドパッキング１５バックシート１６弁体２１スイベルストッパー２２グランドパッキング２３バックシート２４ベローズ２５ステム２６ソフトシート２７シートリング２８Ｓ字形流路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弁の基材表面に形成された金属皮膜の表
面に、膜厚が０．１〜５μｍのフッ化不動態膜が形成さ
れたことを特徴とする玉型弁。
【請求項２】前記金属皮膜がニッケル皮膜からなる請
求項１に記載の玉型弁。
【請求項３】前記フッ化不動態膜が、金属皮膜が強制
酸化された後にフッ素化されたものである請求項１また
は２に記載の玉型弁。
【請求項４】ステムの回転をスイベルストッパーで防
止する請求項１〜３のいずれかに記載の玉型弁。
【請求項５】弁の構造がベローズシール構造である請
求項１〜４のいずれかに記載の玉型弁。
【請求項６】ベローズがシームレス構造である請求項
５に記載の玉型弁。
【請求項７】前記ベローズがハステロイＣ−２２であ
る請求項５または６に記載の玉型弁。
【請求項８】弁座部がソフトシール構造であり、ソフ
トシールがＰＴＦＥである請求項１〜７のいずれかに記
載の玉型弁。
【請求項９】ガス流路がＳ字形である請求項１〜８の
いずれかに記載の玉型弁。
【請求項１０】弁開度が呼び径の１／３以下である請
求項１〜９のいずれかに記載の玉型弁。
【請求項１１】ハロゲン系腐食性ガスまたは液に用い
られる請求項１〜１０のいずれかに記載の玉型弁。
【請求項１２】弁の基材表面に形成された金属皮膜の
表面に、膜厚が０．１〜５μｍのフッ化不動態膜が形成
されたことを特徴とする仕切弁。
【請求項１３】ハロゲン系腐食性ガスまたは液に用い
られる請求項１２に記載の仕切弁。
【請求項１４】弁の基材表面に形成された金属皮膜の
表面に、膜厚が０．１〜５μｍのフッ化不動態膜が形成
されたことを特徴とする逆止弁。
【請求項１５】ハロゲン系腐食性ガスまたは液に用い
られる請求項１４に記載の逆止弁。
【請求項１６】弁の基材表面に金属皮膜を形成し、そ
の表面を酸化性物質により強制酸化させた後に、この強
制酸化膜をフッ化ガスと反応させる工程と、弁の構造部
品を接続する組み立て工程を含むことを特徴とする弁の
製造方法。
【請求項１７】前記金属皮膜がニッケルまたはニッケ
ル合金の電解または無電解メッキにより形成されたもの
である請求項１６に記載の弁の製造方法。
【請求項１８】前記酸化性物質が、酸素、亜酸化窒
素、過酸化窒素、オゾン及びこれらのガスを含有する混
合ガスの少なくとも１種である請求項１６または１７に
記載の弁の製造方法。
【請求項１９】前記酸化性物質が、硝酸または過酸化
水素含有溶液である請求項１６または１７に記載の弁の
製造方法。
【請求項２０】前記酸化性物質が、陽極酸化法により
陽極で発生する酸素である請求項１６または１７に記載
の弁の製造方法。
【請求項２１】前記フッ化ガスがフッ素、三フッ化塩
素及び三フッ化窒素からなる群から選ばれる少なくとも
１種のガスを含むものである請求項１６〜２０のいずれ
かに記載の弁の製造方法。
【請求項２２】弁の構造部品を接続する組み立て工程
が、ベローズをベローズリングに溶接し、該ベローズリ
ングをベローズフランジに溶接する工程を含むものであ
る請求項１６〜２１のいずれかに記載の弁の製造方法。
【請求項２３】弁が玉型弁である請求項１６〜２２の
いずれかに記載の弁の製造方法。
【請求項２４】弁が仕切弁である請求項１６〜２２の
いずれかに記載の弁の製造方法。
【請求項２５】弁が逆止弁である請求項１６〜２２の
いずれかに記載の弁の製造方法。