2026年の炭素回収用バルブ：CO₂用途における7つの材料選定ルール

一般にCCUSとして知られる炭素回収・利用・貯留技術は、発電、セメント、鉄鋼、石油精製、水素製造、化学処理、および洋上エネルギープロジェクトの各分野で普及が進んでいる。.
国際エネルギー機関（IEA）によると、CCUSは排出削減が困難な分野における排出削減のための重要な技術であり、近年、計画中のプロジェクト数は大幅に増加している。.
IEAのCCUSに関する公式概要はこちらでご覧いただけます：
IEAの二酸化炭素回収・利用・貯留（CCUS）.

これらのプロジェクトでは、, 炭素回収用バルブ これらは、一般的なパイプライン用付属品ではありません。.
これらは、CO2配管の遮断、コンプレッサーの保護、圧力の制御、逆流の防止、注入システムの調整、および起動、停止、圧力変動時の安全な運転の維持に使用されます。.
バルブの選定を誤ると、漏れ、腐食による破損、シート部の損傷、予期せぬ停止、および高いメンテナンスコストにつながる可能性があります。.

米国エネルギー省は、CCUSを、CO2排出量を回収し、それを再利用するか、あるいは地下の地層に貯留するプロセスであると説明している。.
DOEの公式説明はこちらでご覧いただけます：
米国エネルギー省（DOE）の二酸化炭素回収・利用・貯留（CCUS）.

2026年に炭素回収用バルブが重要となる理由

炭素回収システムには通常、回収装置、脱水装置、圧縮ステーション、輸送パイプライン、注入施設、および長期貯留インフラが含まれます。.
各セクションごとに動作条件が異なります。.
低圧回収装置に設置されたバルブは、CO₂コンプレッサーの downstream や注入井の近くに設置されたバルブとは、まったく異なるリスクに直面する可能性がある。.

このため、炭素回収用バルブは、公称圧力やバルブサイズだけでなく、実際の使用条件に基づいて選定する必要があります。.
エンジニアは、バルブの設計を確定する前に、CO2の相状態、水分含有量、不純物の組成、温度範囲、定格圧力、漏れ要件、バルブの機能、および検査基準を評価すべきである。.

多くのCCUSプロジェクトでは、効率を高めるために、CO2を高圧下で輸送することがある。.
圧力や温度が変化すると、CO2は気体、液体、高密度相、あるいは超臨界流体のいずれかの状態をとる場合があります。.
こうした相変化は、圧力損失、シール性能、低温時の挙動、および材料選定に影響を及ぼす可能性があります。.

CO2サービスにおける主な技術的課題

炭素回収用バルブの材料選定

材料の選定は、信頼性の高い炭素回収用バルブの基礎となります。.
適切な材質の選定は、CO2の純度、水分含有量、塩化物濃度、酸性不純物、使用圧力、使用温度、および要求される耐用年数によって決まります。.
クリーンで乾燥したCO2に適したバルブ材料であっても、塩化物や酸性ガスを含む湿ったCO2には適さない場合があります。.

標準的な乾燥CO2用途については、技術的な検討を経て、炭素鋼またはステンレス鋼の使用を検討することができます。.
湿式CO2、洋上CCUS、酸性ガス、化学物質の利用、あるいは過酷な腐食環境においては、二相ステンレス鋼、スーパー二相ステンレス鋼、ハステロイ、インコネル、モネル、チタン、ジルコニウムなどの高合金材料が必要となる場合があります。.

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CCUS用途に推奨されるバルブの種類

CO2用ボールバルブ

ボールバルブは、CO₂回収装置、コンプレッサー配管、貯蔵システム、および輸送パイプラインにおいて、迅速な遮断を行うために広く使用されています。.
CCUS用途においては、エンジニアはシート材質、ステムパッキン、耐火設計、帯電防止構造、耐圧定格、および漏れ性能について確認する必要があります。.

JST Valveは製造しています 工業用ボールバルブ ステンレス鋼、二相ステンレス鋼、ハステロイ、インコネル、モネル、チタン、ジルコニウム、およびその他の特殊合金材料を使用し、過酷な産業用途に対応しています。.

CO2逆止弁

逆止弁は、逆流を防止し、コンプレッサー、ポンプ、配管、および注入システムを保護する役割を果たします。.
炭素回収システムにおいて、逆止弁の選定にあたっては、流れの方向、開弁圧力、圧力損失、閉弁速度、および発生しうる振動を考慮すべきである。.

CO2用グローブ弁および制御弁

グローブ弁や制御弁は、流量調整や圧力制御に使用されます。.
CCUSシステムにおいては、制御弁のトリムについて、圧力損失、侵食、騒音、振動、フラッシングのリスク、および低温運転の観点から検討を行う必要がある。.

CO2用ゲートバルブ

大型のCO2パイプラインでは、完全に開くか完全に閉じる状態での遮断に、ゲートバルブがしばしば採用されます。.
輸送および貯蔵用途においては、本体の材質、ウェッジのシール面、ステムパッキン、およびボンネットガスケットは、圧力および媒体の条件に適合している必要があります。.

特殊合金製バルブ

CO₂に酸性ガス、塩化物、水分、または腐食性の化学物質が混入している場合は、特殊合金製のバルブの使用が推奨されます。.
実際の腐食条件に応じて、ハステロイ、インコネル、モネル、二相ステンレス鋼、スーパー二相ステンレス鋼、チタン、ジルコニウムなどの材料が検討対象となります。.

エンジニアのための材料選定の7つのルール

1. CO2が「ドライ」か「ウェット」かを確認する

これが、炭素回収用バルブを選定する際の第一のルールです。.
ドライCO2であれば材料の選択肢が広がる可能性がある一方、ウェットCO2では炭酸による腐食が生じる恐れがある。.
水が存在する場合、腐食評価はより厳格に行わなければならない。.

2. CO₂流中のすべての不純物を特定する

産業施設から回収されたCO2には、酸素、硫黄化合物、窒素酸化物、塩化物、アミン、その他の化学物質が含まれている場合があります。.
これらの不純物は、本体材料、トリム材料、ガスケットの選定、およびシート材料に影響を与える可能性があります。.

3. CO2の相を定義する

CO2は、圧力や温度に応じて、気体、液体、高密度相、あるいは超臨界流体のいずれかの状態で存在することができます。.
特に圧縮、輸送、および注入システムにおいては、実際の相挙動に基づいてバルブを選定する必要があります。.

4. 最低動作温度を確認する

急激な減圧は温度を低下させ、靭性、シール性能、および寸法安定性に影響を与える可能性があります。.
技術者は、予想される最低温度を確認し、適切な金属材料および非金属材料を選定すべきである。.

5. シートと荷物の積載相性を確認する

シートおよび梱包材は、CO2、圧力、温度、および動作サイクルに耐えうるものでなければならない。.
重要な炭素回収用バルブについては、低エミッションのパッキング、金属製シート、あるいは耐火設計が必要となる場合があります。.

6. 圧力サイクルと疲労について検討する

CCUSシステムでは、起動・停止の繰り返しや圧力変動が生じる場合があります。.
バルブ本体、ステム、ボルト類、ガスケット、およびシール面は、繰り返し動作に耐え、長期的な信頼性を確保できるものでなければならない。.

7. 試験および文書化の義務付け

購入者は、材料証明書、耐圧試験報告書、寸法検査記録、および該当するプロジェクト関連書類の提出を求めるべきである。.
過酷な使用条件下では、PMI、非破壊検査（NDT）、漏洩試験、およびカスタマイズされた検査手順が必要となる場合もあります。.

炭素回収用バルブの仕様チェックリスト

見積もりを依頼する前に、技術者や購買担当者は、稼働状況に関する完全なデータを準備しておく必要があります。.
これにより、バルブメーカーは適切な材質、構造、シール、および検査計画を選定しやすくなります。.

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JSTバルブがCO2の過酷な使用環境にどのように対応しているか

福建JSTバルブ製造株式会社は、腐食性、研磨性、高温・高圧の環境下で使用される高性能産業用バルブの製造に注力しています。.
炭素回収用バルブおよびCO2関連サービスにおいて、JST Valveは、材料選定、バルブ構造の最適化、シール設計、およびカスタマイズ製造を通じて、エンジニアや購買担当者の方々をサポートいたします。.

JST Valve社は、ステンレス鋼、デュプレックスステンレス鋼、スーパーデュプレックスステンレス鋼、ハステロイ、インコネル、モネル、チタン、ジルコニウム、その他の特殊材料製の工業用バルブを提供しています。.
これらの材料は、化学プラント、製油所、海洋プラットフォーム、酸環境、スラリー環境、海水システム、および過酷な腐食環境での用途に使用できます。.

• 炭素回収用バルブおよびCO2用途向けのカスタム材料選定
• ボールバルブ、チェックバルブ、ゲートバルブ、グローブバルブ、プラグバルブ、および特殊合金製バルブ
• ハステロイ、インコネル、モネル、チタン、ジルコニウム、デュプレックスステンレス鋼などの材質オプション
• 湿式CO2、酸性ガス、塩化物環境、および過酷な腐食に対する技術サポート
• プロジェクトの要件に応じたOEMおよびODMバルブ製造
• 耐圧試験、検査、および技術文書の作成支援

結論

炭素回収用バルブは、CCUSの信頼性の高い運用に不可欠である。.
適切なバルブは、CO2による腐食、圧力変動、漏れ制御、温度変化、および過酷な使用条件に耐えられなければならない。.
CO₂に水分、酸性ガス、塩化物、その他の腐食性不純物が含まれている場合、材料の選定は特に重要となります。.

エンジニアは、炭素回収用バルブを選ぶ際、バルブのタイプ、圧力クラス、価格だけで判断すべきではありません。.
安全な長期運転のためには、媒体の組成、CO2の相状態、圧力、温度、バルブの機能、シール要件、および検査基準について、包括的な見直しを行う必要があります。.

お客様のプロジェクトが、炭素回収、CO2輸送、湿式CO2、酸性ガス、洋上腐食、高圧、あるいは過酷な化学環境に関わるものである場合、JST Valveは実際の稼働条件に基づいた、カスタマイズされたバルブソリューションをご提供いたします。.