JP2015158260A - Valve device and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a valve device which effectively prevents stream from leaking to the exterior when a valve body is fully opened.SOLUTION: A valve device includes: a valve casing having a valve seat; a valve body which is provided so as to contact with or separate from the valve seat; a valve rod 6 which drives the valve body; a guide part provided at the valve casing and having a guide hole through which the valve rod 6 penetrates; a bush 8 provided at the guide hole and slidably supporting the valve rod 6; and a seat ring 9 provided at the guide hole and having a contact surface 9A. The valve rod 6 includes: a valve rod body 60; a padding part 12 which is formed on an outer peripheral surface of the valve rod body 60 and slides relative to the bush; and a shoulder part provided in a portion of the outer peripheral surface of the valve rod body 60 which is different from the padding part 12, the shoulder part which contacts with the contact surface 9A of the seat ring 9 when the valve body is fully opened. The shoulder part is formed by a solid taper ring 20 which is formed separately from the valve rod body 60 and attached to the valve rod body 60.

Description

本発明の実施の形態は、弁装置及び弁装置の製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a valve device and a method for manufacturing the valve device.

近年、蒸気タービンが用いられる火力発電プラント等の高効率化が推し進められており、７００℃以上の高温の蒸気によって蒸気タービンを駆動する発電プラントが検討されている。そのため、蒸気タービンを構成する各部材は、高温の雰囲気下においても好適に耐え得る仕様とされることが要求されている。   In recent years, the efficiency of thermal power plants using steam turbines has been increased, and power plants that drive steam turbines with high-temperature steam at 700 ° C. or higher have been studied. Therefore, each member constituting the steam turbine is required to have a specification that can suitably withstand even in a high-temperature atmosphere.

例えば、火力発電プラントの蒸気タービンには、蒸気の流入を制御するために、主蒸気止め弁、蒸気加減弁、再熱蒸気止め弁、中間阻止弁、タービンバイパス弁等の種々の弁装置が付設されている。このような弁装置では、例えば、弁棒及びブッシュの各摺動面が高温の雰囲気下において活性化状態となり、各摺動面が雰囲気中の高温の水蒸気と反応することで、各摺動面において酸化皮膜が生成され得る。生成された酸化皮膜は、弁を繰り返し開閉動作する度に剥離され、当該剥離片（酸化スケール）は、弁棒の摺動により弁棒等の表面の凹部に局部的に堆積され得る。これにより、弁棒とブッシュとの間隙が埋められることによって、弁棒のスティックスリップを発生させる場合がある。   For example, a steam turbine of a thermal power plant is equipped with various valve devices such as a main steam stop valve, a steam control valve, a reheat steam stop valve, an intermediate stop valve, and a turbine bypass valve in order to control the inflow of steam. Has been. In such a valve device, for example, each sliding surface of the valve stem and the bush is activated in a high-temperature atmosphere, and each sliding surface reacts with high-temperature water vapor in the atmosphere, so that each sliding surface An oxide film can be formed in The generated oxide film is peeled off every time the valve is repeatedly opened and closed, and the peeled piece (oxidized scale) can be locally deposited on the concave portion of the surface of the valve stem or the like by sliding of the valve stem. As a result, the gap between the valve stem and the bush is filled, and stick stick slip of the valve stem may occur.

このような高温化に起因する問題を解決するものとして、例えば、弁棒の外周面に耐酸化性に優れた肉盛部が形成された弁装置が知られている。この弁装置では、摺動面として機能する弁棒の外周面に形成された肉盛部が、耐酸化性に優れることで、酸化皮膜が発生して酸化スケールが形成されることを抑制することができる。肉盛部は、金属を主成分とする成形体により構成される電極と弁棒の被処理部との間にパルス状の放電を発生させて、電極の材料を被処理部の表面に溶着させ堆積させることによって形成されている。   As a means for solving such problems caused by high temperatures, for example, a valve device in which a built-up portion excellent in oxidation resistance is formed on the outer peripheral surface of a valve stem is known. In this valve device, the build-up portion formed on the outer peripheral surface of the valve stem that functions as a sliding surface is excellent in oxidation resistance, thereby suppressing the formation of an oxide film and the formation of an oxide scale. Can do. The build-up part generates a pulsed discharge between the electrode composed of a metal-based molded body and the treated part of the valve stem, and welds the electrode material to the surface of the treated part. It is formed by depositing.

特開２０１３−１１９９２１号公報JP 2013-119921 A

図８には、前述の肉盛部が弁棒に形成された弁装置の一例の要部拡大断面図が示されている。図８において、符号１００は弁棒を示しており、符号１１０は、弁棒１００を貫通させるガイド穴１１０Ａを有するガイド部を示している。弁棒１００は、大径部１０１Ａと、大径部１０１Ａから先細りに延びる肩部１０１Ｂと、肩部１０１Ｂの先端から延びて、その先端が図示しない弁体に連結される小径部１０１Ｃと、を一体に有する弁棒本体１０１を、備えている。ガイド穴１１０Ａの内周側には、弁棒１００を摺動可能に支持する円筒状のブッシュ１１１と、弁体の全開時（図８に示す状態）に弁棒１００の肩部１０１Ｂに当接する当接面１１２Ａを有する円筒状のシートリング１１２と、が設けられている。   FIG. 8 shows an enlarged cross-sectional view of a main part of an example of the valve device in which the above-described built-up portion is formed on the valve rod. In FIG. 8, reference numeral 100 indicates a valve stem, and reference numeral 110 indicates a guide portion having a guide hole 110 </ b> A through which the valve stem 100 passes. The valve stem 100 includes a large-diameter portion 101A, a shoulder portion 101B extending from the large-diameter portion 101A, and a small-diameter portion 101C extending from the distal end of the shoulder portion 101B and connected to a valve body (not shown). The valve stem main body 101 which has integrally is provided. On the inner peripheral side of the guide hole 110A, a cylindrical bush 111 that slidably supports the valve stem 100, and a shoulder 101B of the valve stem 100 when the valve body is fully opened (state shown in FIG. 8). A cylindrical seat ring 112 having a contact surface 112A is provided.

この弁装置では、弁棒本体１０１の外周面に、耐酸化性に優れた肉盛部１０２が形成されている。このため、弁棒本体１０１における酸化皮膜の生成が抑制される。   In this valve device, a built-up portion 102 having excellent oxidation resistance is formed on the outer peripheral surface of the valve stem body 101. For this reason, the production | generation of the oxide film in the valve stem main body 101 is suppressed.

ところで、図８に示すように、肩部１０１Ｂは、弁体の全開時にシートリング１１２の当接面１１２Ａに当接することにより、弁体側から大径部１０１Ａとブッシュ１１１との間に蒸気が流入することを防止する。これにより、大径部１０１Ａとブッシュ１１１との間を介して弁ケーシングの外部へ蒸気が漏洩することが防止される。   By the way, as shown in FIG. 8, the shoulder portion 101B contacts the contact surface 112A of the seat ring 112 when the valve body is fully opened, so that steam flows between the large diameter portion 101A and the bush 111 from the valve body side. To prevent. This prevents steam from leaking to the outside of the valve casing via the large diameter portion 101A and the bush 111.

しかしながら、肉盛部１０２を前述のようにして形成した場合、肉盛部１０２は多孔質状に形成される。このため、図示のように、肩部１０１Ｂに肉盛部１０２が形成された場合には、肉盛部１０２内部の空隙を介して、大径部１０１Ａとブッシュ１１１との間に蒸気が流出してしまう虞がある。   However, when the build-up portion 102 is formed as described above, the build-up portion 102 is formed in a porous shape. For this reason, as shown in the figure, when the build-up portion 102 is formed on the shoulder portion 101B, the steam flows out between the large-diameter portion 101A and the bush 111 through the gap inside the build-up portion 102. There is a risk that.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、弁体の全開時において、外部へ蒸気が漏洩することを効果的に防止することができる弁装置及び弁装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a valve device and a method for manufacturing the valve device that can effectively prevent steam from leaking to the outside when the valve body is fully opened. With the goal.

実施の形態による弁装置は、弁座を有する弁ケーシングと、前記弁座に離接可能に設けられた弁体と、前記弁体を駆動する弁棒と、前記弁ケーシングに設けられ、前記弁棒を貫通させるガイド穴を有するガイド部と、前記ガイド穴の内周側に設けられ、前記弁棒を摺動可能に支持するブッシュと、前記ガイド穴の内周側に設けられ、当接面を有するシートリング部と、を備える。前記弁棒は、弁棒本体と、前記弁棒本体の外周面に形成された、前記ブッシュに対して摺動する肉盛部と、前記弁棒本体の外周面のうち前記肉盛部とは異なる部分に設けられ、前記弁体の全開時に前記シートリング部の前記当接面に当接する肩部と、を有する。前記肩部は、前記弁棒本体とは別体で形成されて当該弁棒本体に装着された中実状のテーパリングによって構成されている。   A valve device according to an embodiment includes a valve casing having a valve seat, a valve body provided to be detachable from the valve seat, a valve rod for driving the valve body, and the valve casing. A guide portion having a guide hole for penetrating the rod, a bush provided on the inner peripheral side of the guide hole, for slidably supporting the valve rod, and provided on the inner peripheral side of the guide hole, and a contact surface And a seat ring portion having The valve stem includes a valve stem main body, a built-up portion formed on the outer peripheral surface of the valve stem main body and sliding with respect to the bush, and the built-up portion of the outer peripheral surface of the valve stem main body. A shoulder portion provided at a different portion and contacting the contact surface of the seat ring portion when the valve body is fully opened. The shoulder portion is formed by a solid taper ring formed separately from the valve stem body and attached to the valve stem body.

また、実施の形態による弁装置の製造方法は、弁座を有する弁ケーシングと、前記弁座に離接可能に設けられた弁体と、前記弁体を駆動する弁棒と、前記弁ケーシングに設けられ、前記弁棒を貫通させるガイド穴を有するガイド部と、前記ガイド穴の内周側に設けられ、前記弁棒を摺動可能に支持するブッシュと、前記ガイド穴の内周側に設けられ、当接面を有するシートリング部と、を備える弁装置の製造方法である。この弁装置の製造方法は、前記弁棒を構成する弁棒本体を準備する工程と、前記弁棒本体の外周面に、前記ブッシュに対して摺動する肉盛部を形成する工程と、前記弁棒本体とは別体で形成された中実状のテーパリングを準備する工程と、前記テーパリングを、前記弁棒本体の外周面のうち前記肉盛部とは異なる部分に装着する工程と、を備える。前記テーパリングは、前記弁体の全開時に前記シートリング部の前記当接面に当接する前記弁棒の肩部を構成する。   The valve device manufacturing method according to the embodiment includes a valve casing having a valve seat, a valve body detachably attached to the valve seat, a valve rod for driving the valve body, and the valve casing. A guide portion having a guide hole that penetrates the valve stem; a bush that is provided on the inner peripheral side of the guide hole and that slidably supports the valve stem; and provided on the inner peripheral side of the guide hole. And a seat ring portion having a contact surface. The method of manufacturing the valve device includes a step of preparing a valve stem body constituting the valve stem, a step of forming a built-up portion that slides on the bush on the outer peripheral surface of the valve stem body, A step of preparing a solid taper ring formed separately from the valve stem body, a step of attaching the taper ring to a portion of the outer peripheral surface of the valve stem body different from the build-up portion; Is provided. The taper ring constitutes a shoulder portion of the valve stem that abuts against the abutment surface of the seat ring portion when the valve body is fully opened.

実施の形態による弁装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the valve apparatus by embodiment. 図１の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. 実施の形態によるテーパリングの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the tapering by embodiment. 肉盛部を形成するための製造装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the manufacturing apparatus for forming a build-up part. 実施の形態の変形例１を示す図である。It is a figure which shows the modification 1 of embodiment. 変形例１の金属浸透法による表面処理硬化層の形成方法を説明する図である。It is a figure explaining the formation method of the surface treatment hardened layer by the metal penetration method of the modification 1. 実施の形態の変形例２を示す図である。It is a figure which shows the modification 2 of embodiment. 弁棒に肉盛部が形成された弁装置の一例の要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing of an example of the valve apparatus by which the buildup part was formed in the valve rod.

以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１には、本実施の形態による弁装置Ｖが示されている。本実施の形態では、弁装置Ｖが蒸気タービンにおける主蒸気止め弁を構成する例を説明するが、弁装置Ｖは、例えば再熱蒸気止め弁等の他の弁を構成する弁装置であっても構わない。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a valve device V according to the present embodiment. In the present embodiment, an example in which the valve device V constitutes a main steam stop valve in a steam turbine will be described. The valve device V is a valve device that constitutes another valve such as a reheat steam stop valve, for example. It doesn't matter.

図１に示すように、本実施の形態による弁装置Ｖは、弁座２を有する弁ケーシング１を備えており、弁ケーシング１において弁座２の上流側には、主蒸気入口部３が形成され、弁座２の下流側には、主蒸気出口部４が形成されている。弁ケーシング１内の弁座２の上流側には、弁座２に離接可能に弁体５が設けられている。弁体５には、当該弁体５をその軸方向に沿って駆動する弁棒６の一端部が固定されている。   As shown in FIG. 1, the valve device V according to the present embodiment includes a valve casing 1 having a valve seat 2, and a main steam inlet portion 3 is formed in the valve casing 1 on the upstream side of the valve seat 2. The main steam outlet 4 is formed on the downstream side of the valve seat 2. A valve body 5 is provided on the upstream side of the valve seat 2 in the valve casing 1 so as to be detachable from the valve seat 2. One end of a valve stem 6 that drives the valve body 5 along its axial direction is fixed to the valve body 5.

弁ケーシング１内には、弁棒６を弁ケーシング１の外部に貫通させるガイド穴７Ａを有するガイド部７が設けられており、弁棒６の他端部（図示せず）は、弁ケーシング１の外部に配置されている。この弁棒６の他端部は駆動部Ｄに連結されている。当該駆動部Ｄによって弁棒６がその軸方向に進退駆動されることで、弁体５は弁座２に離接可能となっている。なお、図１は、弁体５が全開の状態における弁装置Ｖが示されている。   In the valve casing 1, a guide portion 7 having a guide hole 7 </ b> A that allows the valve rod 6 to penetrate the outside of the valve casing 1 is provided, and the other end portion (not shown) of the valve rod 6 is the valve casing 1. Is located outside. The other end of the valve stem 6 is connected to the drive unit D. The valve body 5 can be separated from and attached to the valve seat 2 by the valve portion 6 being driven forward and backward in the axial direction by the driving portion D. FIG. 1 shows the valve device V in a state where the valve body 5 is fully opened.

ガイド穴７Ａの内周側には、弁棒６を摺動可能に支持する円筒状のブッシュ８と、ブッシュ８よりも弁体５側に配置されたシートリング９と、が、例えば冷やし嵌め等によって嵌合されている。図２には、図１のＡで示す部位の拡大図が示されている。この図２に示すように、シートリング９の内周面には、ブッシュ８の内周面よりも内側に位置するとともに弁棒６の軸方向に対して略４５度の傾斜で延びる当接面９Ａが形成されている。   On the inner peripheral side of the guide hole 7A, a cylindrical bush 8 that slidably supports the valve rod 6 and a seat ring 9 disposed on the valve body 5 side with respect to the bush 8 are, for example, a cold fit or the like Is fitted. FIG. 2 shows an enlarged view of a portion indicated by A in FIG. As shown in FIG. 2, the inner peripheral surface of the seat ring 9 is located on the inner side of the inner peripheral surface of the bush 8 and extends with an inclination of about 45 degrees with respect to the axial direction of the valve stem 6. 9A is formed.

弁棒６は、当該弁棒６を構成する棒体である弁棒本体６０を備えている。図２に示すように、弁棒本体６０は、大径部６０Ａと、大径部６０Ａの弁体５側の端部から延びる大径部６０Ａよりも小径の小径部６０Ｂと、を一体に有している。大径部６０Ａの弁体５側の端部は、弁棒６の軸方向に直交して延びる平坦面となっている。一方、小径部６０Ｂは、弁棒６の軸方向に沿って延びている。   The valve stem 6 includes a valve stem body 60 that is a rod body constituting the valve stem 6. As shown in FIG. 2, the valve stem body 60 integrally has a large diameter portion 60A and a small diameter portion 60B having a smaller diameter than the large diameter portion 60A extending from the end of the large diameter portion 60A on the valve body 5 side. doing. The end of the large diameter portion 60 </ b> A on the valve body 5 side is a flat surface extending perpendicular to the axial direction of the valve stem 6. On the other hand, the small diameter portion 60 </ b> B extends along the axial direction of the valve stem 6.

弁棒本体６０のうちの大径部６０Ａは、ブッシュ８と摺動する部分であり、本実施の形態では、当該大径部６０Ａの外周面に肉盛部１２が形成されている。肉盛部１２は、金属を主成分とする成形体により構成される電極２０１（図４参照）と大径部６０Ａの外周面との間にパルス状の放電を発生させて電極２０１の材料を前記外周面に溶着させ堆積させることによって形成されている。本実施の形態では、電極２０１の材料としてコバルト基合金を用いている。一般的なコバルト基合金は、コバルトを主成分とし、３０％程度のクロム，４〜１５％のタングステンを含有する合金であり、耐摩耗性に優れ、且つコバルトを多く含んでいることで耐酸化性においても優れている。   The large-diameter portion 60A of the valve stem main body 60 is a portion that slides with the bush 8. In the present embodiment, the built-up portion 12 is formed on the outer peripheral surface of the large-diameter portion 60A. The build-up portion 12 generates a pulsed discharge between the electrode 201 (see FIG. 4) formed of a molded body containing metal as a main component and the outer peripheral surface of the large-diameter portion 60A. It is formed by welding and depositing on the outer peripheral surface. In this embodiment, a cobalt-based alloy is used as the material of the electrode 201. A general cobalt-based alloy is an alloy containing cobalt as a main component and containing about 30% chromium and 4 to 15% tungsten, and has excellent wear resistance and oxidation resistance due to its high cobalt content. It is also excellent in sex.

肉盛部１２の厚さは、コバルト基合金の持つ耐摩耗性や耐酸化性を有効に発揮させるためにも５０μｍ〜３００μｍ程度が望ましい。また肉盛部１２の表面に電極２０１の粒子が堆積したことにより生じた歪な凹凸が、機械加工、例えば研削盤や研磨盤等による加工によって、所定の形状や寸法および幾何公差を有するように、表面粗さ（最大高さ粗さ、ＪＩＳ Ｂ０６０１）Ｒｚが１２．５以下となるように仕上げ加工されることが望ましい。   The thickness of the built-up portion 12 is desirably about 50 μm to 300 μm in order to effectively exhibit the wear resistance and oxidation resistance of the cobalt-based alloy. Further, the distorted unevenness generated by the accumulation of the particles of the electrode 201 on the surface of the build-up portion 12 has a predetermined shape, size, and geometric tolerance by machining, for example, machining by a grinding machine or a grinding machine. The surface roughness (maximum height roughness, JIS B0601) is preferably finished so that Rz is 12.5 or less.

また、本実施の形態では、弁棒本体６０の外周面のうち肉盛部１２とは異なる部分、具体的には、弁棒本体６０のうちの小径部６０Ｂの外周面の根元部分に、テーパリング２０が設けられている。テーパリング２０は、弁体５の全開時にシートリング９の当接面９Ａに当接する肩部を構成する部材であって、弁棒本体６０とは別体で形成された中実状の部材から形成されている。   In the present embodiment, the portion of the outer peripheral surface of the valve stem body 60 that is different from the built-up portion 12, specifically, the base portion of the outer peripheral surface of the small diameter portion 60 </ b> B of the valve stem main body 60 is tapered. A ring 20 is provided. The taper ring 20 is a member that constitutes a shoulder that contacts the contact surface 9A of the seat ring 9 when the valve body 5 is fully opened, and is formed from a solid member that is formed separately from the valve stem body 60. Has been.

図３は、テーパリング２０の拡大断面図を示している。図２及び図３に示されているように、テーパリング２０は中空の円錐台形状に形成されている。テーパリング２０の底部は、大径部６０Ａの上述した端部に当接するようになっている（図２参照）。   FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional view of the taper ring 20. As shown in FIGS. 2 and 3, the taper ring 20 is formed in a hollow truncated cone shape. The bottom of the taper ring 20 comes into contact with the above-described end of the large diameter portion 60A (see FIG. 2).

テーパリング２０のうちの当接面９Ａに対向する部分には、当接面９Ａと略平行な角度（本実施の形態では略４５度）の傾斜で延び、弁体５の全開時に当接面９Ａに当接するシール面２０Ａが形成されている。また、図３に示すように、テーパリング２０のうちの弁棒本体６０の大径部６０Ａと小径部６０Ｂとが形成する角部に対向する部分２０Ｒには、Ｒ加工、すなわち、円弧状の面取り加工が施されている。この場合、当接面９Ａにシール面２０Ａが当接し、弁棒６に固定された駆動部Ｄが発生する駆動力が、圧縮荷重としてテーパリング２０に作用した時に、テーパリング２０の内部に発生する応力を分散（緩和）させることができる。   A portion of the taper ring 20 facing the contact surface 9A extends at an angle substantially parallel to the contact surface 9A (approximately 45 degrees in the present embodiment), and the contact surface when the valve body 5 is fully opened. A seal surface 20A that contacts 9A is formed. Further, as shown in FIG. 3, a portion 20 </ b> R facing the corner formed by the large-diameter portion 60 </ b> A and the small-diameter portion 60 </ b> B of the valve stem body 60 in the taper ring 20 is subjected to R processing, that is, an arc shape. Chamfering is applied. In this case, when the seal surface 20A comes into contact with the contact surface 9A and the driving force generated by the drive part D fixed to the valve stem 6 is applied to the taper ring 20 as a compressive load, it is generated inside the taper ring 20. Can be dispersed (relaxed).

本実施の形態では、テーパリング２０及び弁棒本体６０の小径部６０Ｂには、しまり嵌めのはめあい公差が設定されており、より詳しくは、本実施の形態においてテーパリング２０は、焼き嵌めによって、しまり嵌めのはめあい公差をもって弁棒本体６０の小径部６０Ｂに嵌合されている。この場合、テーパリング２０の線膨張係数と弁棒本体６０の線膨張係数との関係にもよるが、蒸気タービンの運転により弁装置Ｖの温度が高くなった場合においても、しまり嵌めの締め代を残存させることができる。なお、テーパリング２０は、弁棒本体６０の小径部６０Ｂに圧入で装着されてもよく、締め代がない螺子構造で装着されたりしてもよい。   In the present embodiment, the fit tolerance of interference fit is set in the taper ring 20 and the small diameter portion 60B of the valve stem body 60. More specifically, in the present embodiment, the taper ring 20 is shrink-fitted, It is fitted to the small diameter portion 60B of the valve stem body 60 with a tight fit tolerance. In this case, although it depends on the relationship between the linear expansion coefficient of the taper ring 20 and the linear expansion coefficient of the valve stem body 60, even when the temperature of the valve device V becomes high due to the operation of the steam turbine, the interference of the interference fit Can remain. The taper ring 20 may be attached to the small-diameter portion 60B of the valve stem main body 60 by press fitting, or may be attached with a screw structure having no tightening allowance.

ここで、テーパリング２０が弁棒本体６０の小径部６０Ｂから脱落することを効果的に防止するためには、テーパリング２０の線膨張係数は、弁棒本体６０と同等または弁棒本体６０より小さくすることが好ましい。テーパリング２０の線膨張係数が、弁棒本体６０と同等である場合には、温度条件によらず、テーパリング２０の膨張量と弁棒本体６０の膨張量とが同等となる傾向になる。このため、テーパリング２０が弁棒本体６０の小径部６０Ｂから脱落することを効果的に防止することができる。更に、テーパリング２０が弁棒本体６０の小径部６０Ｂへ装着される時にしまり嵌めの締め代が確保されている場合には、温度条件によらず、しまり嵌めの締め代を一定に確保することができ、テーパリング２０の脱落をより効果的に防止することができる。   Here, in order to effectively prevent the taper ring 20 from falling off the small diameter portion 60 </ b> B of the valve stem body 60, the linear expansion coefficient of the taper ring 20 is equal to that of the valve stem body 60 or from the valve stem body 60. It is preferable to make it small. When the linear expansion coefficient of the taper ring 20 is equal to that of the valve stem body 60, the expansion amount of the taper ring 20 and the expansion amount of the valve stem body 60 tend to be equal regardless of the temperature condition. For this reason, it is possible to effectively prevent the taper ring 20 from dropping from the small diameter portion 60B of the valve stem body 60. Furthermore, when the interference of the interference fit is secured when the taper ring 20 is attached to the small diameter portion 60B of the valve stem body 60, the interference of the interference fit should be kept constant regardless of the temperature condition. And the taper ring 20 can be more effectively prevented from falling off.

また、テーパリング２０の線膨張係数が、弁棒本体６０よりも小さい場合には、テーパリング２０が弁棒本体６０の小径部６０Ｂから脱落することをより一層効果的に防止することができる。すなわち、この場合には、温度上昇時に、つまり蒸気タービンの運転時に、テーパリング２０の膨張量が弁棒本体６０の膨張量がよりも小さくなる傾向になる。このため、テーパリング２０が弁棒本体６０の小径部６０Ｂから脱落することをより一層効果的に防止することができる。特に、テーパリング２０が弁棒本体６０の小径部６０Ｂへ装着される時にしまり嵌めの締め代が確保されている場合には、温度上昇時に、しまり嵌めの締め代が増加し得るため、テーパリング２０の脱落をより一層効果的に防止することができる。また、テーパリング２０が弁棒本体６０の小径部６０Ｂへ装着される時にしまり嵌めの締め代が確保されていない場合でも、温度上昇時にしまり嵌めの締め代が確保され得るため、テーパリング２０の弁棒本体６０の小径部６０Ｂへの装着作業が容易化され得る。   Further, when the linear expansion coefficient of the taper ring 20 is smaller than that of the valve stem body 60, the taper ring 20 can be more effectively prevented from falling off from the small diameter portion 60B of the valve stem body 60. That is, in this case, when the temperature rises, that is, when the steam turbine is operated, the expansion amount of the taper ring 20 tends to be smaller than the expansion amount of the valve stem body 60. For this reason, it is possible to more effectively prevent the taper ring 20 from dropping from the small diameter portion 60B of the valve stem body 60. In particular, when the interference of the interference fit is secured when the taper ring 20 is attached to the small diameter portion 60B of the valve stem body 60, the interference of the interference fit may increase when the temperature rises. 20 can be more effectively prevented from falling off. Further, even when the interference of the interference fit is not secured when the taper ring 20 is attached to the small diameter portion 60B of the valve stem body 60, the interference of the interference fit can be secured when the temperature rises. The mounting operation of the valve stem body 60 to the small diameter portion 60B can be facilitated.

本実施の形態では、テーパリング２０の線膨張係数が弁棒本体６０よりも小さい場合の材料の組合せとして、テーパリング２０に、線膨張係数がおおよそ１．４×１０−５／℃のコバルト基合金鋼の無垢材（中実状の部材）が用いられ、弁棒本体６０に、線膨張係数がおおよそ１．６×１０−５／℃のオーステナイト系耐熱合金鋼が用いられている。 In the present embodiment, as a combination of materials when the linear expansion coefficient of the taper ring 20 is smaller than that of the valve stem body 60, the taper ring 20 has a cobalt base having a linear expansion coefficient of approximately 1.4 × 10 −5 / ° C. Solid alloy steel (solid member) is used, and the valve stem body 60 is made of austenitic heat-resistant alloy steel having a linear expansion coefficient of approximately 1.6 × 10 −5 / ° C.

コバルト基合金鋼は、高温強度及び耐酸化性に優れるため、テーパリング２０にコバルト基合金鋼を用いた場合には、テーパリング２０は、７００℃以上の高温雰囲気下における高温強度が確保され、且つシール面２０Ａの耐酸化性が確保されシール面２０Ａに酸化皮膜（酸化スケール）が付着することが防止されることでシートリング９の当接面９Ａとの間のシール性を効果的に向上させることができる。なお、テーパリング２０の材料は、コバルト基合金鋼に限定されるものではない。   Since the cobalt base alloy steel is excellent in high temperature strength and oxidation resistance, when the cobalt base alloy steel is used for the taper ring 20, the tape ring 20 has a high temperature strength in a high temperature atmosphere of 700 ° C. or higher. In addition, the sealing surface 20A is effectively improved in sealing performance with the contact surface 9A of the seat ring 9 by ensuring the oxidation resistance of the sealing surface 20A and preventing the oxide film (oxidized scale) from adhering to the sealing surface 20A. Can be made. The material of the taper ring 20 is not limited to cobalt base alloy steel.

また、弁棒本体６０は、優れた高温強度と耐酸化性とを兼ね備えた材料が用いられることが好ましい。例えば、前記のオーステナイト系耐熱合金鋼は高温強度及び耐酸化性に優れているため好適に用いられ得る。このオーステナイト系耐熱合金鋼以外にも、例えばクロム−モリブデン鋼、クロム−モリブデン−バナジウム鋼、クロム−モリブデン−タングステン−バナジウム鋼、９％クロム鋼、１２％クロム鋼、及びＡＬＬＯＹ６２５やＡＬＬＯＹ Ｘ−７５０、ＡＬＬＯＹ６１７等のニッケル基やコバルト基の高温耐熱合金等が選定され得る。なお、テーパリング２０及び弁棒本体６０の材料としては、蒸気タービンの開発によって更に上昇する可能性のある蒸気の温度条件において使用可能な新たな材料が開発された場合には、当該材料が本実施の形態において適用可能であることは言うまでもない。   The valve stem body 60 is preferably made of a material having both excellent high temperature strength and oxidation resistance. For example, since the austenitic heat-resistant alloy steel is excellent in high temperature strength and oxidation resistance, it can be suitably used. Besides this austenitic heat-resistant alloy steel, for example, chromium-molybdenum steel, chromium-molybdenum-vanadium steel, chromium-molybdenum-tungsten-vanadium steel, 9% chromium steel, 12% chromium steel, ALLOY625 and ALLOY X-750, Nickel-based or cobalt-based high-temperature heat-resistant alloys such as ALLOY617 can be selected. In addition, as a material of the taper ring 20 and the valve stem body 60, when a new material that can be used in a steam temperature condition that may further increase due to the development of the steam turbine has been developed, the material is the main material. Needless to say, the present invention can be applied to the embodiment.

次に、本実施の形態の弁装置の製造方法の一例について説明する。   Next, an example of a method for manufacturing the valve device of the present embodiment will be described.

まず、例えば切削加工等により、大径部６０Ａと、大径部６０Ａの弁体５側の端部から延びる大径部６０Ａよりも小径の小径部６０Ｂと、を一体に有する弁棒本体６０が準備される。本実施の形態では、弁棒本体６０に、前述したように、線膨張係数がおおよそ１．６×１０−５／℃のオーステナイト系耐熱合金鋼が用いられる。 First, the valve stem body 60 integrally having a large diameter portion 60A and a small diameter portion 60B having a smaller diameter than the large diameter portion 60A extending from the end of the large diameter portion 60A on the valve body 5 side, for example, by cutting or the like. Be prepared. In the present embodiment, as described above, austenitic heat-resistant alloy steel having a linear expansion coefficient of approximately 1.6 × 10 −5 / ° C. is used for the valve stem body 60.

次に、弁棒本体６０のうちの大径部６０Ａに肉盛部１２が形成される。ここで、肉盛部１２の形成方法を図４を用いて説明する。図４は、肉盛部１２を形成するための製造装置の構成例を示している。図４に示すように、当該製造装置は、電気絶縁性のある液体Ｌ（又は気中）内に電極２０１を配置して構成されている。前述したように、電極２０１の材料には、コバルト基合金が用いられる。肉盛部１２を形成する際には、まず、弁棒本体６０の大径部６０Ａが電極２０１との間に微小間隙を保持された状態で、液体Ｌ中に浸漬される。次に、電極２０１が直流電源２０２の陰極と接続されるとともに、直流電源２０２の陽極に弁棒本体６０が接続される。そして、電極２０１と弁棒本体６０の大径部６０Ａとの間でパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、電極２０１の材料を大径部６０Ａの表面に溶着させ、堆積させる。この際、肉盛部１２の表面には、電極の粒子が堆積したことにより歪な凹凸が形成される。その後、この凹凸が、機械加工、例えば研削盤や研磨盤等により加工されて、所定の形状や寸法および幾何公差を有するように、仕上げ加工が行われる。   Next, the built-up portion 12 is formed in the large-diameter portion 60 </ b> A of the valve stem body 60. Here, the formation method of the build-up part 12 is demonstrated using FIG. FIG. 4 shows a configuration example of a manufacturing apparatus for forming the built-up portion 12. As shown in FIG. 4, the manufacturing apparatus is configured by disposing an electrode 201 in an electrically insulating liquid L (or in the air). As described above, a cobalt-based alloy is used as the material of the electrode 201. When forming the built-up portion 12, first, the large-diameter portion 60 </ b> A of the valve stem body 60 is immersed in the liquid L in a state where a minute gap is held between the electrode 201. Next, the electrode 201 is connected to the cathode of the DC power supply 202, and the valve stem body 60 is connected to the anode of the DC power supply 202. Then, a pulsed discharge is generated between the electrode 201 and the large-diameter portion 60A of the valve stem body 60, and the material of the electrode 201 is welded and deposited on the surface of the large-diameter portion 60A by the discharge energy. At this time, distorted irregularities are formed on the surface of the built-up portion 12 due to accumulation of electrode particles. Thereafter, the unevenness is processed by machining, for example, a grinding machine or a polishing machine, and finished so as to have a predetermined shape, size, and geometric tolerance.

なお、電極２０１は、金属を主成分とする粉末をプレス加工により圧縮されて成形された成形体もしくは加熱処理して成形された成形体により構成されることが好ましいが、他の方法によって成形されてもよい。また、電極２０１の材料としては、前述したように、耐衝撃性と耐酸化性を有し、被処理部（本実施の形態では大径部６０Ａ）の母材よりも硬度の高いコバルト基合金が適するが、ニッケル基合金等でもよい。また、高温度において優れた耐酸化性を示す、例えば窒化クロム（ＣｒＮ）、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）、窒化チタンタングステン（Ｔｉ−Ｗ）Ｎ、炭化チタンモリブテン（Ｔｉｏ）Ｃ、窒化クロムケイ素（ＣｒＳｉＮ）及び窒化チタンケイ素（ＴｉＳｉＮ）等のファインセラミックス材でもよい。   The electrode 201 is preferably formed of a molded body formed by compressing a powder containing metal as a main component by pressing or a molded body formed by heat treatment, but is formed by other methods. May be. Further, as described above, the material of the electrode 201 is a cobalt-based alloy that has impact resistance and oxidation resistance, and has a hardness higher than that of the base material of the portion to be processed (in this embodiment, the large diameter portion 60A). Is suitable, but a nickel-base alloy or the like may be used. In addition, it exhibits excellent oxidation resistance at high temperatures, for example, chromium nitride (CrN), titanium aluminum nitride (TiAlN), titanium tungsten nitride (Ti-W) N, titanium carbide molybdenum (Tio) C, and chromium silicon nitride (CrSiN). ) And fine ceramic materials such as titanium silicon nitride (TiSiN).

肉盛部１２が形成された後、弁棒本体６０とは別体で形成された中実状の部材であるテーパリング２０が準備される。本実施の形態では、テーパリング２０に、前述したように、線膨張係数がおおよそ１．４×１０−５／℃のコバルト基合金鋼の無垢材（中実状の部材）が用いられる。 After the build-up part 12 is formed, the taper ring 20 which is a solid member formed separately from the valve stem body 60 is prepared. In the present embodiment, as described above, a solid material (solid member) of cobalt base alloy steel having a linear expansion coefficient of approximately 1.4 × 10 −5 / ° C. is used for the taper ring 20.

そして、弁棒本体６０のうちの小径部６０Ｂの外周面の根元部分にテーパリング２０が装着される。ここで、本実施の形態においては、テーパリング２０が、焼き嵌めによって、しまり嵌めのはめあい公差をもって弁棒本体６０の小径部６０Ｂに嵌合される。これにより、弁体５の全開時にシートリング９の当接面９Ａに当接する肩部が、テーパリング２０によって構成される。   The taper ring 20 is attached to the root portion of the outer peripheral surface of the small diameter portion 60B of the valve stem body 60. Here, in the present embodiment, the taper ring 20 is fitted into the small diameter portion 60B of the valve stem body 60 with a tight fit fit tolerance by shrink fitting. Thereby, the shoulder part which contacts the contact surface 9 </ b> A of the seat ring 9 when the valve body 5 is fully opened is constituted by the taper ring 20.

以上に説明した本実施の形態の弁装置は、主蒸気止め弁を構成する弁装置であるため、蒸気タービンの通常の負荷運転をする際には、駆動部Ｄによって駆動された弁棒６が、弁体５を弁座２から離間させるように駆動する。そして、弁体５の全開の状態が保持される。   Since the valve device of the present embodiment described above is a valve device that constitutes the main steam stop valve, the valve rod 6 driven by the drive unit D is used when performing normal load operation of the steam turbine. The valve body 5 is driven so as to be separated from the valve seat 2. Then, the fully opened state of the valve body 5 is maintained.

この際、中実状のテーパリング２０が、肩部としてシートリング９の当接面９Ａに当接する。これにより、テーパリング２０のシート面２０Ａと当接面９Ａとがシールされる。これにより、蒸気がテーパリング２０のシール面２０Ａと当接面９Ａとの間を介して弁棒６とブッシュ８との間に流出することが防止される。   At this time, the solid taper ring 20 contacts the contact surface 9A of the seat ring 9 as a shoulder. Thereby, the seat surface 20A and the contact surface 9A of the taper ring 20 are sealed. Thus, the steam is prevented from flowing between the valve stem 6 and the bush 8 via the space between the seal surface 20A of the taper ring 20 and the contact surface 9A.

ここで、本実施の形態によれば、テーパリング２０が中実状であることで、蒸気がテーパリング２０の内部を通って、弁棒６とブッシュ８との間に流出することも防止される。更に、テーパリング２０のシール面２０Ａが駆動部Ｄによりシートリング９の当接面９Ａに押し付けられることで、シール面２０Ａとは反対側のテーパリング２０の底部が、弁棒本体６０の大径部６０Ａの端部に押し付けられる。これにより、テーパリング２０の底部と大径部６０Ａの端部との間から蒸気が流出することも防止される。   Here, according to the present embodiment, since the taper ring 20 is solid, it is possible to prevent the steam from flowing between the valve stem 6 and the bush 8 through the inside of the taper ring 20. . Furthermore, when the seal surface 20A of the taper ring 20 is pressed against the contact surface 9A of the seat ring 9 by the driving unit D, the bottom of the taper ring 20 on the side opposite to the seal surface 20A is the large diameter of the valve stem body 60. It is pressed against the end of the part 60A. Thereby, it is also possible to prevent the steam from flowing out between the bottom of the taper ring 20 and the end of the large diameter portion 60A.

一方、大径部６０Ａには肉盛部１２が形成されているため、大径部６０Ａとブッシュ８との間における酸化皮膜の発生は抑制される。   On the other hand, since the built-up portion 12 is formed in the large diameter portion 60A, the generation of an oxide film between the large diameter portion 60A and the bush 8 is suppressed.

従って、本実施の形態によれば、弁体５の全開時において、外部へ蒸気が漏洩することを効果的に防止することができる   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to effectively prevent the steam from leaking to the outside when the valve body 5 is fully opened.

以下では、本実施の形態の変形例について説明する。本実施の形態では、テーパリング２０には、オーステナイト系耐熱合金鋼である弁棒本体６０より線膨張係数が小さく耐酸化性の高いコバルト基合金鋼を用いたが、テーパリング２０の線膨張係数が弁棒本体６０の線膨張係数よりも小さく且つ高温強度を有する材料を選択した場合でも、耐酸化性が不十分な材料を使用する場合には、テーパリング２０のシール面２０Ａには、耐酸化性を高めた表面改質が施されても良い。   Below, the modification of this Embodiment is demonstrated. In this embodiment, the taper ring 20 is made of cobalt base alloy steel having a smaller linear expansion coefficient and higher oxidation resistance than the valve stem body 60, which is an austenitic heat resistant alloy steel. Even when a material having a high temperature strength is smaller than the linear expansion coefficient of the valve stem body 60, when using a material with insufficient oxidation resistance, the seal surface 20A of the taper ring 20 has an acid resistance. Surface modification with improved chemical properties may be applied.

そこで、図５に示す変形例１では、テーパリング２０に表面硬化処理層２００が形成され、表面硬化処理層２００の表面にシール面２０Ａが形成されている。   Therefore, in Modification 1 shown in FIG. 5, the surface hardening treatment layer 200 is formed on the taper ring 20, and the seal surface 20 </ b> A is formed on the surface of the surface hardening treatment layer 200.

表面硬化処理層２００は、例えばクロマイジング処理などのような金属の拡散現象を利用して形成することができる。クロマイジング処理では、金属被処理物の表面に当該金属被処理物とは異なる他の金属を拡散浸透させて合金層を形成するものであり、クロムなどの金属を含む粉末に金属被処理物を埋没させて非酸化性雰囲気中で加熱し、金属被処理物の原子間にクロムなどの原子を浸透させ、表面に合金層（例えば鉄とクロムとの合金）を形成する。この場合、基本的には金属被処理物の物理的特性を特に変化させることなく合金層を均一に処理できる。   The surface hardening treatment layer 200 can be formed by utilizing a metal diffusion phenomenon such as chromizing treatment. In the chromizing treatment, an alloy layer is formed by diffusing and infiltrating another metal different from the metal treatment object on the surface of the metal treatment object. The metal treatment object is applied to a powder containing a metal such as chromium. It is buried and heated in a non-oxidizing atmosphere, and atoms such as chromium are infiltrated between the atoms of the metal object to form an alloy layer (for example, an alloy of iron and chromium) on the surface. In this case, basically, the alloy layer can be uniformly processed without particularly changing the physical characteristics of the metal workpiece.

より具体的に説明すると、テーパリング２０をクロマイジング処理するには、図６（Ａ）に示すように、テーパリング２０が反応容器３０７内の浸炭剤３０８に埋没され、約１０００〜１２００℃で一定時間熱処理され、炉冷、空冷が行われる。これにより、テーパリング２０に浸炭層が形成される。   More specifically, to chromize the taper ring 20, as shown in FIG. 6A, the taper ring 20 is buried in the carburizing agent 308 in the reaction vessel 307, and is about 1000 to 1200 ° C. Heat treatment is performed for a certain time, and furnace cooling and air cooling are performed. As a result, a carburized layer is formed on the taper ring 20.

次に、図６（Ｂ）に示すように、浸炭層が形成されたテーパリング２０は、クロム、酸化アルミニウム、塩化アンモニウムの粉末剤からなる粉末パック剤３０９中に埋没され、約１０５０〜１２５０℃で一定時間熱処理が行われる。このときの加熱雰囲気は、アルゴンガス雰囲気とする。これにより、テーパリング２０のシール面２０Ａ側に、約２０〜３０μｍのクロムカーバイド層（ＣｒＣ）が、表面硬化処理層２００として形成される。これにより、クロマイジング処理が完了する。   Next, as shown in FIG. 6 (B), the tapering 20 formed with the carburized layer is buried in a powder pack 309 made of a powder of chromium, aluminum oxide, and ammonium chloride, and has a temperature of about 1050 to 1250 ° C. The heat treatment is performed for a certain time. The heating atmosphere at this time is an argon gas atmosphere. As a result, a chromium carbide layer (CrC) of about 20 to 30 μm is formed as the surface hardened layer 200 on the seal surface 20A side of the taper ring 20. Thereby, the chromizing process is completed.

クロマイジング処理後、調質処理として真空雰囲気下にて約１０００〜１２００℃で焼き入れ、約６００〜８００℃で焼き戻しが行われる。これにより、耐酸化性を一層高めることができる。その後、例えば研削盤や研磨盤等により所定の寸法および幾何公差を有するようにテーパリング２０の加工を行い、表面粗さ（最大高さ粗さ）Ｒｚが１２．５より小さくなるように仕上げ加工が行われる。なお、シール面２０Ａ以外のクロマイジング処理を必要としない部位については、浸炭防止剤を塗布しシール面２０Ａ以外の部位で金属の拡散反応が起きることを防止することが好適である。   After the chromizing treatment, tempering is performed by quenching at about 1000 to 1200 ° C. in a vacuum atmosphere and tempering at about 600 to 800 ° C. Thereby, oxidation resistance can be improved further. Thereafter, the taper ring 20 is processed so as to have a predetermined size and geometric tolerance by using, for example, a grinding machine or a polishing machine, and finished so that the surface roughness (maximum height roughness) Rz is smaller than 12.5. Is done. In addition, about the site | part which does not require chromizing processes other than the sealing surface 20A, it is suitable to apply | coat a carburizing inhibitor and to prevent that the metal diffusion reaction occurs in parts other than the sealing surface 20A.

クロムカーバイド層（ＣｒＣ）は、コバルト基合金と同様、耐酸化性、耐摩耗性に優れた皮膜であり、このクロマイジング処理を施したテーパリング２０のシール面２０Ａは酸化皮膜の生成を防止できるため、コバルト基合金の中実材からなるテーパリング２０に対して遜色がない。なお、金属被処理物の表面に他の金属を拡散浸透させて合金層をつくる金属浸透法であれば、クロマイジング処理に限定されず、例えば、チタナイジング処理や窒化処理により、表面硬化処理層２００を形成してもよい。   The chromium carbide layer (CrC) is a film excellent in oxidation resistance and wear resistance like the cobalt-based alloy, and the sealing surface 20A of the tapering 20 subjected to the chromizing treatment can prevent the formation of an oxide film. Therefore, the taper ring 20 made of a solid material of the cobalt base alloy is not inferior. Note that the metal hardening method is not limited to the chromizing treatment as long as it is a metal penetration method in which another metal is diffused and penetrated into the surface of the metal workpiece, and for example, the surface hardening treatment layer 200 is obtained by titanizing treatment or nitriding treatment. May be formed.

このような金属浸透法によって表面硬化処理層２００を形成する場合には、テーパリング２０の材料の線膨張係数を、弁棒６と同等または弁棒６の線膨張係数より小さくすることが好ましいことは、前述と同様である。   When the surface hardening layer 200 is formed by such a metal infiltration method, it is preferable that the linear expansion coefficient of the material of the taper ring 20 is equal to or smaller than the linear expansion coefficient of the valve stem 6. Is the same as described above.

また、金属浸透法によって表面硬化処理層２００を形成する場合であっても、テーパリング２０の材料はコバルト基合金鋼であることが好ましいが、コバルト基合金鋼以外に、クロム−モリブデン鋼、クロム−モリブデン−バナジウム鋼、クロム−モリブデン−タングステン−バナジウム鋼、９％クロム鋼、１２％クロム鋼、ニッケル基合金鋼等から選択しても良く、鋼種としてのフェライト系あるいはマルテンサイト系あるいはオーステナイト系のいずれかからなる耐熱合金鋼を適用することも可能である。例えばテーパリング２０の材料が１２％クロム鋼の場合、クロマイジング処理を施すと、常温硬さ１５５０ＨＶ，高温（６００℃）硬さ１１００ＨＶと高温でも高硬度を維持することができ、シール面２０Ａにおいて耐摩耗性や耐酸化特性を向上させることができる。なお、コバルト基合金鋼以外の材料を用いた場合には、コバルト基合金鋼を用いる場合に比べて製造コストは抑制され得る。   Further, even when the surface hardening treatment layer 200 is formed by a metal infiltration method, the material of the tapering 20 is preferably a cobalt base alloy steel, but besides the cobalt base alloy steel, chromium-molybdenum steel, chromium -Molybdenum-vanadium steel, chromium-molybdenum-tungsten-vanadium steel, 9% chromium steel, 12% chromium steel, nickel-base alloy steel, etc. may be selected. Ferritic, martensitic or austenitic steel types It is also possible to apply any one of heat-resistant alloy steels. For example, when the material of the taper ring 20 is 12% chromium steel, if the chromizing treatment is performed, the hardness can be maintained at a normal temperature hardness of 1550 HV and a high temperature (600 ° C.) hardness of 1100 HV even at a high temperature. Abrasion resistance and oxidation resistance can be improved. In addition, when materials other than cobalt base alloy steel are used, manufacturing cost can be suppressed compared with the case where cobalt base alloy steel is used.

また、テーパリング２０のシール面２０Ａの耐酸化性を向上させることを目的とするのであれば、シール面２０Ａにのみコバルト基合金を溶接により肉盛りして、表面硬化処理層２００を形成することも可能であることは言うまでもない。また、テーパリング２０の材料として、蒸気タービンの開発によって更に上昇する可能性のある蒸気の温度条件において使用可能な新たな材料が開発された場合には、当該材料が本実施の形態において適用可能であることは言うまでもない。   Further, if the purpose is to improve the oxidation resistance of the seal surface 20A of the taper ring 20, the surface hardening treatment layer 200 is formed by depositing a cobalt base alloy only on the seal surface 20A by welding. It goes without saying that it is possible. In addition, when a new material that can be used in a steam temperature condition that may further increase due to the development of the steam turbine is developed as the material of the tapering 20, the material can be applied in the present embodiment. Needless to say.

次に、図７に示す変形例２について説明する。前述の実施の形態では、テーパリング２０の内面形状は、全域に亘って弁棒６の軸方向に延びる形状である例を示したが、弁棒本体６０のうちの、テーパリング２０が嵌められる部位である弁棒本体６０の小径部６０Ｂにおける根元部分に傾斜面が形成される場合には、その傾斜面に合致するような形状を有するテーパリング２０が形成されてもよい。すなわち、図７に示すように、テーパリング２０の内面に、傾斜面が形成されてもよい。   Next, Modification 2 shown in FIG. 7 will be described. In the above-described embodiment, an example in which the inner shape of the taper ring 20 is a shape extending in the axial direction of the valve stem 6 over the entire region has been shown, but the taper ring 20 of the valve stem body 60 is fitted. When an inclined surface is formed at the root portion of the small-diameter portion 60B of the valve stem body 60, which is a part, the tapered ring 20 having a shape that matches the inclined surface may be formed. That is, an inclined surface may be formed on the inner surface of the taper ring 20 as shown in FIG.

以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１ 弁ケーシング
２ 弁座
３ 主蒸気入口部
４ 主蒸気出口部
５ 弁体
６ 弁棒
７ ガイド部
７Ａ ガイド穴
８ ブッシュ
９ シートリング（シートリング部）
９Ａ 当接面
１２ 肉盛部
２０ テーパリング
２０Ａ シール面
２０Ｒ 角部に対向する部分
６０ 弁棒本体
６０Ａ 大径部
６０Ｂ 小径部
２００ 表面硬化処理層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Valve casing 2 Valve seat 3 Main steam inlet part 4 Main steam outlet part 5 Valve body 6 Valve rod 7 Guide part 7A Guide hole 8 Bush 9 Seat ring (seat ring part)
9A Contact surface 12 Overlaying portion 20 Taper ring 20A Sealing surface 20R A portion facing the corner portion 60 Valve body 60A Large diameter portion 60B Small diameter portion 200 Surface hardening layer

Claims (12)

弁座を有する弁ケーシングと、
前記弁座に離接可能に設けられた弁体と、
前記弁体を駆動する弁棒と、
前記弁ケーシングに設けられ、前記弁棒を貫通させるガイド穴を有するガイド部と、
前記ガイド穴の内周側に設けられ、前記弁棒を摺動可能に支持するブッシュと、
前記ガイド穴の内周側に設けられ、当接面を有するシートリング部と、
を備え、
前記弁棒は、弁棒本体と、前記弁棒本体の外周面に形成された、前記ブッシュに対して摺動する肉盛部と、前記弁棒本体の外周面のうち前記肉盛部とは異なる部分に設けられ、前記弁体の全開時に前記シートリング部の前記当接面に当接する肩部と、を有し、
前記肩部は、前記弁棒本体とは別体で形成されて当該弁棒本体に装着された中実状のテーパリングによって構成されていること
を特徴とする弁装置。 A valve casing having a valve seat;
A valve body detachably attached to the valve seat;
A valve stem for driving the valve body;
A guide portion provided in the valve casing and having a guide hole through which the valve stem passes;
A bush provided on the inner peripheral side of the guide hole and slidably supporting the valve stem;
A seat ring portion provided on the inner peripheral side of the guide hole and having a contact surface;
With
The valve stem includes a valve stem main body, a built-up portion formed on the outer peripheral surface of the valve stem main body and sliding with respect to the bush, and the built-up portion of the outer peripheral surface of the valve stem main body. A shoulder portion that is provided in a different portion and contacts the contact surface of the seat ring portion when the valve body is fully open;
The valve device according to claim 1, wherein the shoulder portion is formed by a solid taper ring formed separately from the valve stem body and attached to the valve stem body. 前記テーパリングは、前記弁棒本体に焼き嵌めにて装着されていること
を特徴とする請求項１に記載の弁装置。 The valve device according to claim 1, wherein the taper ring is attached to the valve stem body by shrink fitting. 前記テーパリングは、線膨張係数が前記弁棒本体と同等または前記弁棒本体よりも小さい材料から形成されていること
を特徴とする請求項１または２に記載の弁装置。 The valve device according to claim 1, wherein the taper ring is formed of a material having a linear expansion coefficient equal to or smaller than that of the valve stem body. 前記テーパリングは、コバルト基合金鋼から形成されていること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の弁装置。 The valve device according to any one of claims 1 to 3, wherein the taper ring is made of cobalt base alloy steel. 前記テーパリングは、前記シートリング部の前記当接面に当接する、金属浸透法によって形成された表面硬化処理層を含んでいること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の弁装置。 4. The valve according to claim 1, wherein the taper ring includes a surface hardening treatment layer formed by a metal permeation method that contacts the contact surface of the seat ring portion. 5. apparatus. 前記肉盛部は、金属を主成分とする電極と前記弁棒本体の外周面との間にパルス状の放電を発生させて前記電極の材料を前記外周面に溶着させ堆積させて形成されていること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の弁装置。 The build-up portion is formed by generating a pulsed discharge between an electrode mainly composed of metal and the outer peripheral surface of the valve stem body, and depositing the electrode material on the outer peripheral surface. The valve device according to any one of claims 1 to 5, wherein the valve device is provided. 弁座を有する弁ケーシングと、前記弁座に離接可能に設けられた弁体と、前記弁体を駆動する弁棒と、前記弁ケーシングに設けられ、前記弁棒を貫通させるガイド穴を有するガイド部と、前記ガイド穴の内周側に設けられ、前記弁棒を摺動可能に支持するブッシュと、前記ガイド穴の内周側に設けられ、当接面を有するシートリング部と、を備える弁装置の製造方法であって、
前記弁棒を構成する弁棒本体を準備する工程と、
前記弁棒本体の外周面に、前記ブッシュに対して摺動する肉盛部を形成する工程と、
前記弁棒本体とは別体で形成された中実状のテーパリングを準備する工程と、
前記テーパリングを、前記弁棒本体の外周面のうち前記肉盛部とは異なる部分に装着する工程と、を備え、
前記テーパリングは、前記弁体の全開時に前記シートリング部の前記当接面に当接する前記弁棒の肩部を構成すること
を特徴とする弁装置の製造方法。 A valve casing having a valve seat; a valve body provided to be separable from the valve seat; a valve rod that drives the valve body; and a guide hole that is provided in the valve casing and penetrates the valve rod. A guide portion, a bush provided on the inner peripheral side of the guide hole and slidably supporting the valve stem, and a seat ring portion provided on the inner peripheral side of the guide hole and having a contact surface, A valve device manufacturing method comprising:
Preparing a valve stem body constituting the valve stem;
On the outer peripheral surface of the valve stem body, forming a built-up portion that slides against the bush;
Preparing a solid taper ring formed separately from the valve stem body;
Attaching the taper ring to a portion of the outer peripheral surface of the valve stem body that is different from the build-up portion, and
The method of manufacturing a valve device, wherein the taper ring constitutes a shoulder portion of the valve stem that abuts on the abutment surface of the seat ring portion when the valve body is fully opened. 前記テーパリングを装着する工程において、前記テーパリングは、前記弁棒本体に焼き嵌めされること
を特徴とする請求項７に記載の弁装置の製造方法。 The method for manufacturing a valve device according to claim 7, wherein, in the step of attaching the taper ring, the taper ring is shrink-fitted into the valve stem body. 前記テーパリングを準備する工程において、前記テーパリングは、線膨張係数が前記弁棒本体と同等または前記弁棒本体よりも小さい材料から形成されること
を特徴とする請求項７または８に記載の弁装置の製造方法。 9. The taper ring according to claim 7, wherein in the step of preparing the taper ring, the taper ring is formed of a material having a linear expansion coefficient equal to or smaller than that of the valve stem body. A method for manufacturing a valve device. 前記テーパリングを準備する工程において、前記テーパリングは、コバルト基合金鋼から形成されること
を特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の弁装置の製造方法。 The method for manufacturing a valve device according to any one of claims 7 to 9, wherein, in the step of preparing the taper ring, the taper ring is formed of a cobalt base alloy steel. 前記テーパリングを準備する工程は、前記テーパリングに、前記シートリング部の前記当接面に当接する表面硬化処理層を金属浸透法によって形成する工程を含むこと
を特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の弁装置の製造方法。 The step of preparing the taper ring includes a step of forming a surface hardening treatment layer in contact with the contact surface of the seat ring portion on the taper ring by a metal infiltration method. The manufacturing method of the valve apparatus in any one of. 前記肉盛部を形成する工程において、前記肉盛部は、金属を主成分とする電極と前記弁棒本体の外周面との間にパルス状の放電を発生させて前記電極の材料を前記外周面に溶着させ堆積させて形成されること
を特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の弁装置の製造方法。 In the step of forming the build-up portion, the build-up portion generates a pulsed discharge between the electrode mainly composed of metal and the outer peripheral surface of the valve stem body, thereby transferring the material of the electrode to the outer periphery. The method for manufacturing a valve device according to any one of claims 7 to 11, wherein the valve device is formed by welding and deposition on a surface.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018131962A (en) * 2017-02-15 2018-08-23 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Steam valve and steam turbine facility
JP2018179244A (en) * 2017-04-19 2018-11-15 株式会社本山製作所 Safety valve, nozzle and disc used for the same
JP2019100243A (en) * 2017-11-30 2019-06-24 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Steam valve and steam turbine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018131962A (en) * 2017-02-15 2018-08-23 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Steam valve and steam turbine facility
JP2018179244A (en) * 2017-04-19 2018-11-15 株式会社本山製作所 Safety valve, nozzle and disc used for the same
JP2019100243A (en) * 2017-11-30 2019-06-24 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Steam valve and steam turbine
JP6994920B2 (en) 2017-11-30 2022-01-14 三菱パワー株式会社 Steam valves and steam turbines

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