밸브는 파이프라인 시스템의 중요한 부분이며, 금속 밸브는 화학 플랜트에서 가장 널리 사용됩니다. 밸브의 기능은 주로 파이프라인과 장비의 개폐, 조절 및 안전 작동을 보장하는 것입니다. 따라서 금속 밸브의 올바르고 합리적인 선택은 플랜트 안전 및 유체 제어 시스템에서 중요한 역할을 합니다.
1. 밸브의 종류와 용도
엔지니어링 분야에는 다양한 유형의 밸브가 있습니다. 유체의 압력, 온도, 물리적 및 화학적 특성의 차이로 인해 게이트 밸브, 스톱 밸브(스로틀 밸브, 니들 밸브), 체크 밸브, 플러그 등 유체 시스템의 제어 요구 사항도 다릅니다. 화학 플랜트에서는 볼 밸브, 버터플라이 밸브, 다이어프램 밸브가 가장 널리 사용됩니다.
1.1게이트 밸브
일반적으로 유체의 개폐를 제어하는 데 사용되며 유체 저항이 작고 밀봉 성능이 좋으며 매체의 흐름 방향이 제한되지 않고 개폐에 필요한 외력이 작고 구조 길이가 짧습니다.
밸브 스템은 브라이트 스템과 은폐형 스템으로 나뉩니다. 노출형 스템 게이트 밸브는 부식성 매체에 적합하고, 노출형 스템 게이트 밸브는 기본적으로 화학 공학에 사용됩니다. 은폐형 스템 게이트 밸브는 주로 수로에 사용되며, 일부 주철 및 구리 밸브와 같이 저압의 비부식성 매체에 주로 사용됩니다. 게이트의 구조는 쐐기형 게이트와 평행형 게이트로 구성됩니다.
웨지 게이트는 싱글 게이트와 더블 게이트로 나뉩니다. 병렬 램은 주로 석유 및 가스 운송 시스템에 사용되며 화학 공장에서는 일반적으로 사용되지 않습니다.
1.2스톱 밸브
주로 차단에 사용됩니다. 스톱 밸브는 유체 저항이 크고, 개폐 토크가 크며, 흐름 방향에 대한 요구 조건이 있습니다. 게이트 밸브와 비교하여 글로브 밸브는 다음과 같은 장점이 있습니다.
(1) 개폐과정에서 씰링면의 마찰력은 게이트밸브보다 작고 내마모성이 우수하다.
(2) 개구 높이가 게이트 밸브보다 작습니다.
(3) 글로브 밸브는 일반적으로 밀봉면이 하나뿐이며 제조 공정이 양호하여 유지 보수가 편리합니다.
글로브 밸브는 게이트 밸브처럼 밝은 막대와 어두운 막대가 있으므로 여기서는 반복하지 않겠습니다. 스톱 밸브는 밸브 몸체 구조에 따라 스트레이트, 앵글, Y형으로 나뉩니다. 스트레이트형이 가장 널리 사용되고, 앵글형은 유체 흐름 방향이 90°로 바뀌는 경우에 사용됩니다.
또한, 스로틀 밸브와 니들 밸브도 일종의 스톱 밸브로, 일반 스톱 밸브보다 조절 기능이 더 강력합니다.
1.3쉐브크 밸브
체크 밸브는 일방향 밸브라고도 하며, 유체의 역류를 방지하는 데 사용됩니다. 따라서 체크 밸브를 설치할 때는 유체의 흐름 방향이 체크 밸브의 화살표 방향과 일치하도록 주의해야 합니다. 체크 밸브는 여러 종류가 있으며, 제조사마다 제품 종류가 다르지만 구조에 따라 스윙형과 리프트형으로 크게 나뉩니다. 스윙형 체크 밸브는 주로 싱글 밸브형과 더블 밸브형으로 나뉩니다.
1.4버터플라이 밸브
버터플라이 밸브는 부유 고형물이 포함된 액체 매체의 개폐 및 조절에 사용할 수 있습니다. 유체 저항이 적고, 무게가 가벼우며, 구조 크기가 작고, 개폐 속도가 빠릅니다. 대구경 파이프라인에 적합합니다. 버터플라이 밸브는 일정한 조절 기능을 갖추고 있으며 슬러리 이송에도 적합합니다. 과거 후진 가공 기술로 인해 버터플라이 밸브는 수계 시스템에 사용되었지만, 공정 시스템에서는 거의 사용되지 않았습니다. 재료, 설계 및 가공 기술의 발전으로 버터플라이 밸브는 공정 시스템에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
버터플라이 밸브에는 소프트 씰과 하드 씰 두 가지 유형이 있습니다. 소프트 씰과 하드 씰의 선택은 주로 유체 매체의 온도에 따라 달라집니다. 상대적으로 소프트 씰의 밀봉 성능이 하드 씰보다 우수합니다.
소프트 씰에는 고무 및 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 밸브 시트 두 가지 유형이 있습니다. 고무 시트 버터플라이 밸브(고무 라이닝 밸브 본체)는 주로 수계 시스템에 사용되며 중심선 구조를 갖습니다. 이러한 버터플라이 밸브는 고무 라이닝 플랜지가 개스킷 역할을 할 수 있으므로 개스킷 없이 설치할 수 있습니다. PTFE 시트 버터플라이 밸브는 주로 공정 시스템에 사용되며, 일반적으로 단일 편심 또는 이중 편심 구조입니다.
하드 씰에는 하드 고정 씰 링, 다층 씰(적층 씰) 등 다양한 종류가 있습니다. 제조사의 설계가 다르기 때문에 누설률도 다릅니다. 하드 씰 버터플라이 밸브는 열팽창 보상 및 마모 보상 문제를 해결하는 삼중 편심 구조가 선호됩니다. 이중 편심 또는 삼중 편심 구조의 하드 씰 버터플라이 밸브는 양방향 씰링 기능을 갖추고 있으며, 역방향(저압측에서 고압측으로) 씰링 압력은 정방향(고압측에서 저압측으로)의 80% 이상이어야 합니다. 설계 및 선정은 제조사와 협의해야 합니다.
1.5 콕 밸브
플러그 밸브는 유체 저항이 작고, 밀봉 성능이 우수하며, 수명이 길고, 양방향 밀봉이 가능하기 때문에 고위험성 또는 극히 위험한 물질에 자주 사용됩니다. 하지만 개폐 토크가 비교적 크고 가격이 비교적 높습니다. 플러그 밸브 캐비티에는 액체가 고이지 않으며, 특히 간헐 장치 내부의 물질이 오염을 유발하지 않으므로 플러그 밸브를 사용해야 하는 경우도 있습니다.
플러그 밸브의 유로는 직선형, 3방향, 4방향으로 나눌 수 있으며, 이는 기체 및 액체 유체의 다방향 분배에 적합합니다.
콕 밸브는 무윤활과 윤활 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 강제 윤활 방식의 오일 밀봉 플러그 밸브는 강제 윤활로 인해 플러그와 플러그의 밀봉면 사이에 유막을 형성합니다. 이렇게 하면 밀봉 성능이 향상되고, 개폐 작업의 노동력이 절감되며, 밀봉면의 손상도 방지됩니다. 하지만 윤활이 재료를 오염시키는지 여부를 고려해야 하며, 정기적인 유지 보수를 위해서는 무윤활 방식이 더 좋습니다.
플러그 밸브의 슬리브 씰은 연속적이며 플러그 전체를 감싸고 있어 유체가 샤프트에 닿지 않습니다. 또한, 플러그 밸브는 금속 복합 다이어프램 층을 2차 씰로 사용하여 외부 누출을 엄격하게 제어할 수 있습니다. 플러그 밸브는 일반적으로 패킹을 사용하지 않습니다. 외부 누출을 허용하지 않는 등 특별한 요구 사항이 있는 경우에는 3차 씰로 패킹이 필요합니다.
플러그 밸브의 설계 구조는 플러그 밸브가 온라인으로 실링 밸브 시트를 조정할 수 있도록 합니다. 장기간 작동하면 실링 표면이 마모됩니다. 플러그가 테이퍼져 있어 밸브 커버의 볼트로 플러그를 눌러 밸브 시트에 단단히 고정하여 실링 효과를 얻을 수 있습니다.
1.6 볼 밸브
볼 밸브의 기능은 플러그 밸브와 유사합니다(볼 밸브는 플러그 밸브의 파생형입니다). 볼 밸브는 밀봉 효과가 우수하여 널리 사용됩니다. 볼 밸브는 개폐 속도가 빠르고, 개폐 토크가 플러그 밸브보다 작으며, 저항이 매우 작고 유지 보수가 편리합니다. 슬러리, 점성 유체 및 밀봉 요구 사항이 높은 중형 파이프라인에 적합합니다. 또한 가격이 저렴하여 플러그 밸브보다 널리 사용됩니다. 볼 밸브는 일반적으로 볼의 구조, 밸브 본체의 구조, 유로, 시트 재질에 따라 분류할 수 있습니다.
구형 구조에 따라 플로팅 볼 밸브와 고정 볼 밸브가 있습니다. 플로팅 볼 밸브는 주로 소구경에 사용되고, 고정 볼 밸브는 대구경에 사용되며, 일반적으로 DN200(CLASS 150), DN150(CLASS 300 및 CLASS 600)이 경계가 됩니다.
밸브 본체의 구조에 따라 일체형, 2피스형, 3피스형의 세 가지 유형이 있습니다. 일체형에는 상단 장착형과 측면 장착형의 두 가지 유형이 있습니다.
러너 형태에 따라 전직경(full-diameter)과 감경(reduced-diameter)이 있습니다. 감경 볼 밸브는 전직경 볼 밸브보다 재료를 적게 사용하고 가격도 저렴합니다. 공정 조건이 허락한다면 감경 볼 밸브를 우선적으로 고려할 수 있습니다. 볼 밸브의 유로는 직선형, 3방향형, 4방향형으로 구분할 수 있으며, 이는 기체 및 액체 유체의 다방향 분배에 적합합니다. 시트 재질에 따라 소프트 씰(soft seal)과 하드 씰(hard seal)이 있습니다. 가연성 매체에 사용되거나 외부 환경이 연소될 가능성이 있는 경우, 소프트 씰 볼 밸브는 정전 방지 및 내화 설계를 갖춰야 하며, 제조업체의 제품은 API607과 같은 정전 방지 및 내화 시험을 통과해야 합니다. 소프트 씰 버터플라이 밸브와 플러그 밸브에도 동일하게 적용됩니다(플러그 밸브는 내화 시험에서 외부 방화 요건만 충족할 수 있습니다).
1.7 다이어프램 밸브
다이어프램 밸브는 양방향 밀봉이 가능하여 저압, 부식성 슬러리 또는 점성 유체가 부유하는 매체에 적합합니다. 또한 작동 메커니즘이 매체 채널과 분리되어 있어 탄성 다이어프램에 의해 유체가 차단되므로 식품, 의료 및 건강 산업의 매체에 특히 적합합니다. 다이어프램 밸브의 작동 온도는 다이어프램 재질의 내열성에 따라 달라집니다. 구조에 따라 직관형과 위어형으로 구분할 수 있습니다.
2. 끝단 연결 형태 선택
일반적으로 사용되는 밸브 끝단 연결 형태에는 플랜지 연결, 나사 연결, 맞대기 용접 연결, 소켓 용접 연결이 있습니다.
2.1 플랜지 연결
플랜지 연결은 밸브 설치 및 분해에 유리합니다. 밸브 끝단 플랜지의 밀봉 표면 형태는 주로 전체 표면(FF), 돌출 표면(RF), 오목 표면(FM), 텅앤그루브 표면(TG), 링 연결 표면(RJ)으로 구성됩니다. API 밸브에서 채택하는 플랜지 표준은 ASMEB16.5와 같은 시리즈입니다. 플랜지 밸브에서 클래스 125 및 클래스 250 등급을 볼 수 있는 경우도 있습니다. 이는 주철 플랜지의 압력 등급입니다. 클래스 150 및 클래스 300의 연결 크기와 동일하지만, 처음 두 등급의 밀봉 표면은 전체 평면(FF)입니다.
웨이퍼와 러그 밸브도 플랜지가 있습니다.
2.2 맞대기 용접 연결
맞대기 용접 접합부의 강도가 높고 밀봉성이 좋기 때문에, 화학 시스템에서 맞대기 용접으로 연결된 밸브는 대부분 고온, 고압, 고독성 매체, 인화성 및 폭발성 환경에서 사용됩니다.
2.3 소켓 용접 및 나사 연결
일반적으로 공칭 크기가 DN40을 초과하지 않는 배관 시스템에 사용되지만 틈새 부식이 있는 유체 매체에는 사용할 수 없습니다.
고독성 및 가연성 매체를 사용하는 파이프라인에는 나사산 연결을 사용해서는 안 되며, 동시에 반복 하중 조건에서도 사용해서는 안 됩니다. 현재 프로젝트에서 압력이 높지 않은 경우에만 나사산 연결을 사용하고 있습니다. 파이프라인의 나사산 형태는 주로 테이퍼형 나사산입니다. 테이퍼형 나사산에는 두 가지 규격이 있습니다. 원뿔의 꼭짓각은 각각 55°와 60°입니다. 두 규격은 호환되지 않습니다. 가연성 또는 고위험성 매체를 사용하는 파이프라인의 경우, 설치에 나사산 연결이 필요한 경우, 공칭 크기는 DN20을 초과해서는 안 되며, 나사산 연결 후 씰 용접을 수행해야 합니다.
3. 재료
밸브 재질에는 밸브 하우징, 내부 부품, 개스킷, 패킹, 패스너 재질 등이 있습니다. 밸브 재질이 다양하고 지면 제약으로 인해 본 기사에서는 일반적인 밸브 하우징 재질만 간략하게 소개합니다. 철 금속 쉘 재질에는 주철, 탄소강, 스테인리스강, 합금강 등이 있습니다.
3.1 주철
회주철(A1262B)은 일반적으로 저압 밸브에 사용되며, 공정 파이프라인에는 권장되지 않습니다. 연성 주철(A395)은 회주철보다 성능(강도 및 인성)이 우수합니다.
3.2 탄소강
밸브 제조에 가장 많이 사용되는 탄소강 소재는 A2162WCB(주조)와 A105(단조)입니다. 탄소강을 400°C 이상에서 장시간 가공하는 경우 밸브 수명에 영향을 미칠 수 있으므로 특히 주의해야 합니다. 저온 밸브의 경우 일반적으로 A3522LCB(주조)와 A3502LF2(단조)가 사용됩니다.
3.3 오스테나이트계 스테인리스강
오스테나이트계 스테인리스강 소재는 일반적으로 부식성 조건이나 초저온 조건에서 사용됩니다. 일반적으로 사용되는 주물은 A351-CF8, A351-CF8M, A351-CF3, A351-CF3M이며, 일반적으로 사용되는 단조품은 A182-F304, A182-F316, A182-F304L, A182-F316L입니다.
3.4 합금강 소재
저온 밸브의 경우 A352-LC3(주조품) 및 A350-LF3(단조품)이 일반적으로 사용됩니다.
고온 밸브에는 일반적으로 A217-WC6(주조), A182-F11(단조), 그리고 A217-WC9(주조), A182-F22(단조)가 사용됩니다. WC9와 F22는 2-1/4Cr-1Mo 계열에 속하므로 1-1/4Cr-1/2Mo 계열에 속하는 WC6과 F11보다 Cr과 Mo 함량이 높아 고온 크립 저항성이 더 우수합니다.
4. 주행 모드
밸브 작동은 일반적으로 수동 모드를 사용합니다. 밸브의 공칭 압력이 높거나 공칭 크기가 큰 경우, 밸브를 수동으로 작동하기 어려울 수 있으며, 기어 구동 및 기타 작동 방식을 사용할 수 있습니다. 밸브 구동 모드는 밸브의 종류, 공칭 압력 및 공칭 크기에 따라 선택해야 합니다. 표 1은 다양한 밸브에 대해 기어 구동을 고려해야 하는 조건을 보여줍니다. 제조업체에 따라 이러한 조건은 약간씩 다를 수 있으며, 이는 협의를 통해 결정할 수 있습니다.
5. 밸브 선택의 원칙
5.1 밸브 선택 시 고려해야 할 주요 매개변수
(1) 전달되는 유체의 특성은 밸브 유형 및 밸브 구조 재료 선택에 영향을 미칩니다.
(2) 기능 요구 사항(조절 또는 차단)은 주로 밸브 유형 선택에 영향을 미칩니다.
(3) 밸브 유형 및 밸브 재료 선택에 영향을 미치는 작동 조건(빈도 여부).
(4) 유동특성 및 마찰손실.
(5) 밸브의 공칭 크기(공칭 크기가 큰 밸브는 제한된 범위의 밸브 유형에서만 발견될 수 있음).
(6) 자동폐쇄, 압력균형 등 기타 특수요구사항
5.2 재료 선택
(1) 소구경(DN≤40)에는 일반적으로 단조품을 사용하고, 대구경(DN>40)에는 일반적으로 주조품을 사용합니다. 단조 밸브 몸체의 단부 플랜지에는 일체형 단조 밸브 몸체를 사용하는 것이 좋습니다. 플랜지가 밸브 몸체에 용접되는 경우, 용접부에 대해 100% 방사선 검사를 수행해야 합니다.
(2) 맞대기용접 및 소켓용접 탄소강 밸브체의 탄소함량은 0.25% 이하, 탄소당량은 0.45% 이하이어야 한다.
참고사항: 오스테나이트계 스테인리스 강의 작업온도가 425℃를 초과하는 경우 탄소함량은 0.04% 이상이어야 하며, 열처리 상태는 1040℃ 급속냉각(CF8) 및 1100℃ 급속냉각(CF8M) 이상이어야 합니다.
(4) 유체가 부식성이 있고 일반 오스테나이트계 스테인리스강을 사용할 수 없는 경우 904L, 듀플렉스강(예: S31803 등), 모넬, 하스텔로이 등의 특수 소재를 고려해야 합니다.
5.3 게이트 밸브의 선정
(1) DN≤50일 경우에는 강성 단일 게이트를 주로 사용하고, DN>50일 경우에는 탄성 단일 게이트를 주로 사용합니다.
(2) 극저온 시스템의 플렉시블 싱글 게이트 밸브의 경우 고압 측 게이트에 벤트 구멍을 열어야 합니다.
(3) 저누설 게이트 밸브는 저누설이 요구되는 작업 환경에서 사용해야 합니다. 저누설 게이트 밸브는 다양한 구조를 가지고 있으며, 특히 화학 플랜트에서는 벨로우즈형 게이트 밸브가 주로 사용됩니다.
(4) 게이트 밸브는 석유화학 생산 장비에서 가장 많이 사용되는 밸브입니다. 그러나 다음과 같은 경우에는 게이트 밸브를 사용해서는 안 됩니다.
① 개구 높이가 높고 작업에 필요한 공간이 크기 때문에 작업 공간이 협소한 경우에는 적합하지 않습니다.
② 개폐시간이 길어서 빠른 개폐상황에는 적합하지 않습니다.
③ 고체 침전물이 있는 유체에는 적합하지 않습니다. 밀봉면이 마모되어 게이트가 닫히지 않습니다.
④ 유량 조절에는 적합하지 않습니다. 게이트 밸브가 부분적으로 열리면 매체가 게이트 후면에 와전류를 발생시켜 게이트의 부식 및 진동을 유발하기 쉽고, 밸브 시트의 밀봉면도 쉽게 손상됩니다.
⑤ 밸브의 잦은 작동은 밸브 시트 표면에 과도한 마모를 유발하므로 일반적으로 드물게 작동하는 경우에만 적합합니다.
5.4 글로브 밸브의 선정
(1) 동일 규격의 게이트 밸브에 비해 차단 밸브는 구조 길이가 더 깁니다. 일반적으로 DN≤250의 파이프라인에 사용되는데, 대구경 차단 밸브의 가공 및 제조가 더 번거롭고 밀봉 성능이 소구경 차단 밸브보다 좋지 않기 때문입니다.
(2) 차단밸브의 유체저항이 크기 때문에 부유물질이나 점도가 높은 유체매체에는 적합하지 않다.
(3) 니들 밸브는 미세한 테이퍼형 플러그가 있는 차단 밸브로, 미량 유량의 미세 조정이나 샘플링 밸브로 사용할 수 있습니다. 일반적으로 소구경에 사용됩니다. 구경이 클 경우 조정 기능도 필요하며, 스로틀 밸브를 사용할 수 있습니다. 이때 밸브의 클랙은 포물선과 같은 모양을 갖습니다.
(4) 저누설이 요구되는 작업 환경에서는 저누설 스톱 밸브를 사용해야 합니다. 저누설 차단 밸브는 다양한 구조로 되어 있으며, 특히 화학 플랜트에서는 벨로우즈형 차단 밸브가 주로 사용됩니다.
벨로우즈형 글로브 밸브는 벨로우즈가 짧고 사이클 수명이 길기 때문에 벨로우즈형 게이트 밸브보다 더 널리 사용됩니다. 그러나 벨로우즈형 글로브 밸브는 가격이 비싸고, 벨로우즈의 품질(재질, 사이클 시간 등)과 용접이 밸브의 수명과 성능에 직접적인 영향을 미치므로, 밸브 선택 시 세심한 주의가 필요합니다.
5.5 체크밸브의 선정
(1) 수평 리프트 체크 밸브는 일반적으로 DN≤50인 경우에 사용되며 수평 파이프라인에만 설치 가능합니다. 수직 리프트 체크 밸브는 일반적으로 DN≤100인 경우에 사용되며 수직 파이프라인에 설치됩니다.
(2) 리프트 체크 밸브는 스프링형을 선택할 수 있으며 이때의 밀봉성능은 스프링이 없는 경우보다 우수하다.
(3) 스윙 체크 밸브의 최소 직경은 일반적으로 DN>50입니다. 수평 배관이나 수직 배관(유체는 아래에서 위로 흐르도록 설계)에 모두 사용할 수 있지만, 수격 현상이 발생하기 쉽습니다. 더블 디스크 체크 밸브(더블 디스크)는 웨이퍼형으로, 공간 절약형 체크 밸브 중 가장 편리하여 배관 배치에 유리하며, 특히 대구경 배관에 널리 사용됩니다. 일반 스윙 체크 밸브(싱글 디스크형)는 디스크가 90°까지 완전히 열리지 않아 일정한 유동 저항이 발생하므로, 공정상 디스크가 완전히 열려야 하는 특수 요건이 있는 경우 또는 Y형 리프트 체크 밸브가 사용됩니다.
(4) 수격 현상이 발생할 가능성이 있는 경우, 완만 폐쇄 장치와 댐핑 메커니즘을 갖춘 체크 밸브를 고려할 수 있습니다. 이러한 밸브는 파이프라인 내의 유체를 완충 장치로 사용하여 체크 밸브가 닫히는 순간 수격 현상을 제거하거나 감소시키고, 파이프라인을 보호하며, 펌프의 역류를 방지할 수 있습니다.
5.6 플러그 밸브의 선정
(1) 제조상의 문제로 인해 윤활이 되지 않는 플러그 밸브 DN>250은 사용해서는 안 됩니다.
(2) 밸브 캐비티에 액체가 고이지 않아야 하는 경우에는 플러그 밸브를 선택해야 합니다.
(3) 소프트실 볼밸브의 밀봉이 요구사항을 충족하지 못하고 내부누설이 발생하는 경우 플러그밸브를 대신 사용할 수 있다.
(4) 일부 작동 조건에서는 온도가 자주 변하기 때문에 일반 플러그 밸브를 사용할 수 없습니다. 온도 변화는 밸브 구성 요소와 밀봉 요소의 팽창 및 수축 차이를 유발하고, 장기간의 패킹 수축은 열 사이클 동안 밸브 스템을 따라 누출을 발생시킵니다. 이 경우, 중국에서 생산할 수 없는 XOMOX의 Severe 서비스 시리즈와 같은 특수 플러그 밸브를 고려해야 합니다.
5.7 볼밸브의 선정
(1) 상부 장착형 볼 밸브는 온라인으로 수리할 수 있습니다. 3피스 볼 밸브는 일반적으로 나사산 및 소켓 용접 연결에 사용됩니다.
(2) 파이프라인에 볼스루 시스템이 있는 경우 풀보어 볼 밸브만 사용할 수 있습니다.
(3) 소프트씰은 하드씰보다 밀봉효과가 뛰어나지만 고온에서는 사용할 수 없습니다(각종 비금속 밀봉재의 내열온도가 같지 않음).
(4) 밸브 캐비티에 유체가 축적되는 것이 허용되지 않는 경우에는 사용해서는 안 됩니다.
5.8 버터플라이 밸브의 선정
(1) 버터플라이밸브의 양단을 분해해야 하는 경우에는 나사형 러그형 버터플라이밸브 또는 플랜지형 버터플라이밸브를 선택하여야 한다.
(2) 중심선 버터플라이 밸브의 최소 직경은 일반적으로 DN50이고, 편심 버터플라이 밸브의 최소 직경은 일반적으로 DN80입니다.
(3) 트리플 편심 PTFE 시트 버터플라이 밸브를 사용할 경우 U형 시트를 권장합니다.
5.9 다이어프램 밸브의 선택
(1) 직관형은 유체저항이 작고, 다이어프램의 개폐행정이 길며, 다이어프램의 수명이 위어형에 비해 좋지 않다.
(2) 위어형은 유체저항이 크고 다이어프램의 개폐행정이 짧으며 다이어프램의 수명이 직관형보다 우수하다.
5.10 밸브 선택에 대한 다른 요소의 영향
(1) 시스템의 허용 압력 강하가 작은 경우 게이트 밸브, 직관 볼 밸브 등 유체 저항이 적은 밸브 형식을 선택해야 합니다.
(2) 빠른 차단이 필요한 경우 플러그 밸브, 볼 밸브, 버터플라이 밸브를 사용해야 합니다. 소구경에는 볼 밸브를 사용하는 것이 좋습니다.
(3) 현장에서 운전되는 대부분의 밸브는 핸드휠을 사용하며, 운전점과 일정거리가 있는 경우에는 스프로킷이나 연장봉을 사용할 수 있다.
(4) 점성 유체, 슬러리 및 고체 입자가 포함된 매체의 경우 플러그 밸브, 볼 밸브 또는 버터플라이 밸브를 사용해야 합니다.
(5) 청정 시스템의 경우 일반적으로 플러그 밸브, 볼 밸브, 다이어프램 밸브, 버터플라이 밸브가 선택됩니다(연마 요구 사항, 씰 요구 사항 등 추가 요구 사항이 필요함).
(6) 일반적인 상황에서 압력 등급이 Class 900을 초과하거나 DN≥50을 초과하는 밸브는 압력 씰 보닛(Pressure Seal Bonnet)을 사용하고, Class 600 미만인 밸브는 볼트 체결식 밸브 커버(Bolted Bonnet)를 사용합니다. 엄격한 누출 방지가 요구되는 일부 작업 조건에서는 용접식 보닛을 고려할 수 있습니다. 저압 및 상온의 일부 공공 프로젝트에서는 유니온 보닛(Union Bonnet)을 사용할 수 있지만, 일반적으로 이러한 구조는 사용되지 않습니다.
(7) 밸브를 보온 또는 보냉해야 하는 경우 볼밸브와 플러그밸브의 핸들은 밸브 스템과의 연결부에서 밸브의 단열층을 피하기 위해 길이를 늘려야 하며 일반적으로 150mm를 넘지 않아야 합니다.
(8) 구경이 작은 경우 용접 및 열처리 시 밸브 시트가 변형될 수 있으므로 밸브 몸체가 긴 밸브나 끝단이 짧은 파이프를 사용하는 것이 좋다.
(9) 극저온 시스템(-46°C 미만)용 밸브(체크 밸브 제외)는 확장형 보닛 넥 구조를 사용해야 합니다. 밸브 스템은 밸브 스템과 패킹 및 패킹 글랜드가 긁히거나 씰에 영향을 미치지 않도록 표면 경도를 높이기 위해 해당 표면 처리가 필요합니다.
모델 선택 시 위의 요소들을 고려하는 것 외에도, 공정 요건, 안전 및 경제적 요인을 종합적으로 고려하여 밸브 형태를 최종적으로 선택해야 합니다. 또한, 밸브 데이터시트를 작성해야 하며, 일반 밸브 데이터시트에는 다음 내용이 포함되어야 합니다.
(1) 밸브의 명칭, 공칭압력, 공칭크기.
(2) 설계 및 검사 기준.
(3) 밸브 코드.
(4) 밸브 구조, 보닛 구조 및 밸브 끝단 연결부.
(5) 밸브 하우징 재료, 밸브 시트 및 밸브 플레이트 밀봉면 재료, 밸브 스템 및 기타 내부 부품 재료, 패킹, 밸브 커버 개스킷 및 패스너 재료 등.
(6) 주행모드.
(7) 포장 및 운송 요구 사항.
(8) 내부 및 외부 부식 방지 요구 사항.
(9) 품질 요구 사항 및 예비 부품 요구 사항.
(10) 소유자의 요구사항 및 기타 특별 요구사항(예: 표시 등).
6. 마무리 발언
밸브는 화학 시스템에서 중요한 위치를 차지합니다. 파이프라인 밸브는 파이프라인을 통해 이송되는 유체의 상(액체, 증기), 고형분 함량, 압력, 온도, 부식 특성 등 여러 측면을 고려하여 선택해야 합니다. 또한, 작동이 안정적이고 고장이 없으며, 비용이 합리적이고, 제조 주기 또한 중요한 고려 사항입니다.
과거에는 엔지니어링 설계 시 밸브 재질을 선택할 때 일반적으로 셸 재질만 고려하고 내부 부품 등의 재질 선택은 무시되었습니다. 내부 재질을 부적절하게 선택하면 밸브 내부 밀봉, 밸브 스템 패킹, 밸브 커버 개스킷의 파손으로 이어져 수명에 영향을 미치고, 원래 예상했던 사용 효과를 얻지 못하며, 사고로 이어질 가능성이 높습니다.
현재 상황을 고려하면 API 밸브는 통일된 식별 코드를 가지고 있지 않으며, 국가 표준 밸브는 일련의 식별 방식을 가지고 있지만 내부 부품 및 기타 재질, 그리고 기타 특수 요구 사항을 명확하게 표시할 수 없습니다. 따라서 엔지니어링 프로젝트에서는 밸브 데이터 시트를 작성하여 필요한 밸브를 자세히 설명해야 합니다. 이를 통해 밸브 선택, 조달, 설치, 시운전 및 예비 부품의 편의성을 높이고 작업 효율성을 높이며 오류 발생 가능성을 줄일 수 있습니다.
게시 시간: 2021년 11월 13일