밸브란 무엇입니까?

밸브는 시스템이나 프로세스 내에서 흐름과 압력을 제어하는 ​​기계 장치입니다. 이는 액체, 가스, 증기, 슬러리 등을 전달하는 배관 시스템의 필수 구성 요소입니다.

게이트, 글로브, 플러그, 볼, 버터플라이, 체크, 다이어프램, 핀치, 압력 릴리프, 제어 밸브 등 다양한 유형의 밸브를 사용할 수 있습니다. 이러한 각 유형에는 다양한 특징과 기능을 갖춘 다양한 모델이 있습니다. 일부 밸브는 자체 작동되는 반면 다른 밸브는 수동으로 작동하거나 액츄에이터, 공압 또는 유압으로 작동됩니다.

Valves의 기능은 다음과 같습니다.

• 흐름 중지 및 시작
• 흐름 감소 또는 증가
• 흐름 방향 제어
• 흐름 또는 프로세스 압력 조절
• 특정 압력의 파이프 시스템 완화

다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 다양한 밸브 설계, 유형 및 모델이 있습니다. 모두 위에서 식별된 기능 중 하나 이상을 충족합니다. 밸브는 고가의 품목이므로 기능에 맞는 밸브를 지정하는 것이 중요하며, 공정액에 맞는 재질로 제작해야 합니다.

유형에 관계없이 모든 밸브에는 몸체, 보닛, 트림(내부 요소), 액추에이터 및 패킹과 같은 기본 부품이 있습니다. 밸브의 기본 부품은 오른쪽 이미지에 설명되어 있습니다.

밸브 본체

쉘이라고도 불리는 밸브 본체는 압력 밸브의 기본 경계입니다. 이는 모든 부품을 함께 고정하는 프레임워크이기 때문에 밸브 어셈블리의 주요 요소 역할을 합니다.

밸브의 첫 번째 압력 경계인 몸체는 연결 배관에서 발생하는 유체 압력 부하에 저항합니다. 나사산, 볼트 또는 용접 조인트를 통해 입구 및 출구 배관을 수용합니다.

밸브 본체 끝은 맞대기 또는 소켓 용접, 나사산 또는 플랜지와 같은 다양한 유형의 끝 연결을 통해 밸브를 배관 또는 장비 노즐에 연결하도록 설계되었습니다.

밸브 본체는 다양한 형태로 주조 또는 단조되며 각 구성 요소는 특정 기능을 가지며 해당 기능에 적합한 재료로 제작됩니다.

밸브 보닛

보닛은 몸체의 개구부를 덮는 덮개로 압력 밸브의 두 번째로 중요한 경계입니다. 밸브 본체와 마찬가지로 보닛도 다양한 디자인과 모델로 제공됩니다.

보닛은 밸브 본체의 덮개 역할을 하며 본체와 동일한 재질로 주조 또는 단조됩니다. 일반적으로 나사산, 볼트 또는 용접 조인트로 본체에 연결됩니다. 밸브 제작시 스템, 디스크 등 내부 부품을 몸체에 넣은 후 보닛을 부착하여 모든 부품을 내부에 고정시킵니다.

모든 경우에 보닛을 차체에 부착하는 것은 압력 경계로 간주됩니다. 이는 보닛을 본체에 연결하는 용접 조인트 또는 볼트가 압력을 유지하는 부품임을 의미합니다. 밸브 보닛은 대부분의 밸브에 필요하지만 우려할 만한 원인이 됩니다. 보닛은 밸브 제조를 복잡하게 만들고, 밸브 크기를 늘리고, 밸브 비용의 상당 부분을 차지하며 잠재적인 누출 원인이 될 수 있습니다.

밸브 트림

탈착 및 교체 가능한 밸브 내부 부품유동 매체와 접촉하는 것을 총칭하여 다음과 같이 부릅니다.밸브 트림. 이러한 부품에는 밸브 시트, 디스크, 글랜드, 스페이서, 가이드, 부싱 및 내부 스프링이 포함됩니다. 유동 매체와 접촉하는 밸브 본체, 보닛, 패킹 등은 밸브 트림으로 간주되지 않습니다.

밸브의 트림 성능은 디스크와 시트 인터페이스, 디스크 위치와 시트의 관계에 의해 결정됩니다. 트림으로 인해 기본적인 모션과 흐름제어가 가능합니다. 회전 모션 트림 설계에서는 디스크가 시트를 가깝게 미끄러져 흐름 개방에 변화를 일으킵니다. 선형 모션 트림 설계에서는 디스크가 시트에서 수직으로 들어 올려져 환형 오리피스가 나타납니다.

밸브 트림 부품은 다양한 힘과 조건을 견디는 데 필요한 특성이 다르기 때문에 다양한 재료로 구성될 수 있습니다. 부싱과 패킹 글랜드는 밸브 디스크와 시트와 동일한 힘과 조건을 경험하지 않습니다.

유동 매체 특성, 화학적 조성, 압력, 온도, 유속, 속도 및 점도는 적합한 트림 재료를 선택할 때 중요한 고려 사항 중 일부입니다. 트림 재료는 밸브 본체 또는 보닛과 동일한 재료일 수도 있고 아닐 수도 있습니다.

API 600 밸브 트림 번호

밸브 디스크 및 시트

디스크

디스크는 위치에 따라 흐름을 허용, 조절 또는 중지하는 부품입니다. 플러그 또는 볼 밸브의 경우 디스크를 플러그 또는 볼이라고 합니다. 디스크는 세 번째로 중요한 1차 압력 경계입니다. 밸브가 닫혀 있으면 전체 시스템 압력이 디스크 전체에 적용되며 이러한 이유로 디스크는 압력 관련 구성 요소입니다.

디스크는 일반적으로 단조되며 일부 디자인에서는 우수한 마모 특성을 제공하기 위해 표면을 단단하게 처리합니다. 대부분의 밸브에는 디스크 디자인에 따라 이름이 지정됩니다.

좌석

시트 또는 씰 링은 ​​디스크의 안착 표면을 제공합니다. 밸브에는 하나 이상의 시트가 있을 수 있습니다. 글로브나 스윙 체크 밸브의 경우 일반적으로 흐름을 막기 위해 디스크와 밀봉을 형성하는 시트가 하나 있습니다. 게이트 밸브의 경우 시트가 2개 있습니다. 하나는 상류 쪽에 있고 다른 하나는 하류 쪽에 있습니다. 게이트 밸브 디스크에는 흐름을 멈추기 위한 씰을 형성하기 위해 밸브 시트와 접촉하는 두 개의 시트 표면이 있습니다.

씰 링의 내마모성을 향상시키기 위해 씰 링의 접촉면을 용접한 후 가공하여 표면을 경화시키는 경우가 많습니다. 밸브가 닫혀 있을 때 우수한 밀봉을 위해서는 시트 영역의 미세한 표면 마감이 필요합니다. 씰 링은 일반적으로 압력 경계 부분으로 간주되지 않습니다. 몸체는 씰 링의 두께에 의존하지 않고 설계 압력을 견딜 수 있을 만큼 충분한 벽 두께를 갖고 있기 때문입니다.

밸브 스템

밸브 스템은 밸브를 열거 나 닫는 데 필요한 디스크, 플러그 또는 볼에 필요한 움직임을 제공하고 디스크의 올바른 위치 지정을 담당합니다. 한쪽 끝은 밸브 핸드휠, 액추에이터 또는 레버에 연결되고 다른 쪽 끝은 밸브 디스크에 연결됩니다. 게이트 또는 글로브 밸브에서는 밸브를 열거 나 닫으려면 디스크의 선형 운동이 필요하지만 플러그, 볼 및 버터 플라이 밸브에서는 밸브를 열거 나 닫으려면 디스크가 회전해야합니다.

줄기는 일반적으로 단조되어 나사산이나 기타 기술로 디스크에 연결됩니다. 누출을 방지하려면 씰 부분에 스템의 미세한 표면 마감이 필요합니다.

밸브 스템에는 다섯 가지 유형이 있습니다.

• 외부 나사 및 요크가 있는 라이징 스템
  스템의 외부는 나사산이 있고 밸브의 스템 부분은 매끄 럽습니다. 스템 나사산은 스템 패킹에 의해 유동 매체로부터 격리됩니다. 이러한 디자인에는 두 가지 스타일이 있습니다. 하나는 스템에 핸드휠이 부착되어 있어 함께 올라갈 수 있고, 다른 하나는 스템이 핸드휠을 통해 올라가도록 하는 나사식 슬리브가 있습니다. 이 유형의 밸브는 "O."로 표시됩니다. S와 Y.” NPS 2 이상의 밸브에 대한 일반적인 설계입니다.
• 내부 나사가 있는 라이징 스템
  스템의 나사산 부분은 밸브 몸체 내부에 있고 외부 대기에 노출되는 매끄러운 부분을 따라 스템 패킹이 있습니다. 이 경우 스템 스레드는 유동 매체와 접촉합니다. 회전하면 스템과 핸드휠이 함께 올라가 밸브가 열립니다.
• 내부 나사가 있는 비 상승 줄기
  스템의 나사산 부분이 밸브 내부에 있어 올라가지 않습니다. 밸브 디스크는 스템이 회전하면 너트처럼 스템을 따라 이동합니다. 스템 스레드는 유동 매체에 노출되어 충격을 받습니다. 이것이 바로 이 모델이 선형 운동을 허용하기 위해 공간이 제한되어 있고 유동 매체가 스템 재료의 침식, 부식 또는 마모를 일으키지 않는 경우에 사용되는 이유입니다.
• 슬라이딩 스템
  이 밸브 스템은 회전하거나 회전하지 않습니다. 밸브 안팎으로 미끄러져 밸브를 열거나 닫습니다. 이 디자인은 수동식 레버 급속 개방 밸브에 사용됩니다. 또한 유압 또는 공압 실린더로 작동되는 제어 밸브에도 사용됩니다.
• 로터리 스템
  볼, 플러그, 버터플라이 밸브에 일반적으로 사용되는 모델입니다. 스템의 1/4 회전 동작으로 밸브가 열리거나 닫힙니다.

메인 메뉴 “밸브”에는 상승 및 비상승 스템 밸브의 상세(대형) 이미지에 대한 링크가 있습니다.

밸브 스템 패킹

스템과 보닛 사이의 확실한 밀봉을 위해서는 개스킷이 필요합니다. 이를 패킹이라고 하며, 예를 들어 다음 구성 요소가 장착되어 있습니다.

• 패킹을 압축하는 슬리브인 글랜드 팔로워는 글랜드를 통해 소위 스터핑 박스로 들어갑니다.
• 글랜드(Gland)는 부싱의 일종으로, 포장을 스터핑박스에 압축하여 넣은 것입니다.
• 스터핑 박스(Stuffing Box), 패킹이 압축되는 챔버입니다.
• 포장은 Teflon®, 탄성 재료, 섬유 재료 등과 같은 여러 재료로 제공됩니다.
• 뒷좌석은 보닛 내부의 좌석 배열입니다. 이는 스템과 보닛 사이에 밀봉을 제공하고 밸브가 완전히 열렸을 때 시스템 압력이 밸브 포장에 대해 형성되는 것을 방지합니다. 뒷좌석은 게이트 밸브와 글로브 밸브에 적용되는 경우가 많습니다.

밸브 수명의 중요한 측면은 밀봉 어셈블리입니다. 표준 볼, 글로브, 게이트, 플러그 및 버터플라이 밸브와 같은 거의 모든 밸브에는 전단력, 마찰 및 찢어짐을 기반으로 하는 밀봉 어셈블리가 있습니다.

따라서 밸브 포장은 스템의 손상과 유체 또는 가스 손실을 방지하기 위해 적절하게 이루어져야 합니다. 패킹이 너무 느슨하면 밸브에서 누출이 발생합니다. 패킹이 너무 빡빡하면 움직임에 영향을 미치고 스템이 손상될 수 있습니다.

유지 관리 팁: 1. 패킹 글랜드 설치 방법

유지 관리 팁: 2. 패킹 글랜드 설치 방법

밸브 요크 및 요크 너트

멍에

요크는 밸브 본체 또는 보닛을 작동 메커니즘과 연결합니다. 요크 너트, 스템 너트 또는 요크 부싱을 고정하는 요크 상단과 밸브 스템이 이를 통과합니다. 요크에는 일반적으로 스터핑 박스, 액추에이터 링크 등에 접근할 수 있는 구멍이 있습니다. 구조적으로 요크는 액추에이터에서 발생하는 힘, 모멘트 및 토크를 견딜 수 있을 만큼 강해야 합니다.

요크 너트

요크 너트는 내부 스레드 너트이며 스템이 통과하는 요크 상단에 배치됩니다. 예를 들어 게이트 밸브에서는 요크 너트가 회전하고 스템이 위나 아래로 이동합니다. 글로브 밸브의 경우 너트가 고정되고 스템이 너트를 통해 회전합니다.

밸브 액츄에이터

수동 작동 밸브에는 일반적으로 밸브 스템이나 요크 너트에 부착된 핸드휠이 장착되어 있어 밸브를 닫거나 열 때 시계 방향이나 시계 반대 방향으로 회전합니다. 글로브 밸브와 게이트 밸브는 이런 방식으로 열리고 닫힙니다.

볼, 플러그 또는 버터플라이와 같은 수동식 1/4회전 밸브에는 밸브를 작동하기 위한 레버가 있습니다.

핸드휠이나 레버를 사용하여 수동으로 밸브를 작동하는 것이 불가능하거나 바람직하지 않은 응용 분야가 있습니다. 이러한 애플리케이션에는 다음이 포함됩니다.

• 높은 정수압에 맞서 작동해야 하는 대형 밸브
• 밸브는 원격 위치에서 작동해야 합니다.
• 밸브를 열거나 닫거나 스로틀하거나 수동으로 제어하는 ​​시간이 시스템 설계 기준에서 요구하는 것보다 긴 경우

이러한 밸브에는 일반적으로 액추에이터가 장착되어 있습니다.
가장 넓은 정의의 액츄에이터는 제어원의 작용에 따라 동력원의 선형 및 회전 운동을 생성하는 장치입니다.

기본 액추에이터는 밸브를 완전히 열거나 완전히 닫는 데 사용됩니다. 밸브를 제어하거나 조절하는 액츄에이터에는 중간 위치로 이동하기 위한 위치 지정 신호가 제공됩니다. 다양한 유형의 액추에이터가 있지만 다음은 일반적으로 사용되는 밸브 액추에이터 중 일부입니다.

• 기어 액츄에이터
• 전기 모터 액추에이터
• 공압식 액츄에이터
• 유압 액츄에이터
• 솔레노이드 액츄에이터

액추에이터에 대한 자세한 내용은 메인 메뉴 "밸브"를 참조하세요.-밸브 액츄에이터-

밸브의 분류

다음은 기계적 동작을 기준으로 일반적으로 사용되는 밸브 분류 중 일부입니다.

• 선형 모션 밸브. 게이트, 글로브, 다이어프램, 핀치 및 리프트 체크 밸브와 같은 폐쇄 부재가 직선으로 이동하여 흐름을 허용, 정지 또는 조절하는 밸브입니다.
• 로터리 모션 밸브. 나비형, 볼형, 플러그형, 편심형 및 스윙 체크 밸브와 같이 밸브 폐쇄 부재가 각도 또는 원형 경로를 따라 이동할 때 밸브를 회전 운동 밸브라고 합니다.
• 1/4 회전 밸브. 일부 회전 운동 밸브는 완전히 닫힌 위치에서 완전히 열리거나 그 반대의 경우까지 스템의 움직임이 약 1/4 회전(0~90°)이 필요합니다.

동작에 따른 밸브 분류

수업 평가

밸브의 압력-온도 등급은 클래스 번호로 지정됩니다. ASME B16.34, 밸브 플랜지형, 나사산형 및 용접 끝단은 가장 널리 사용되는 밸브 표준 중 하나입니다. 이는 표준, 특별, 제한의 세 가지 유형의 클래스를 정의합니다. ASME B16.34는 클래스 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 및 4500 밸브에 적용됩니다.

요약

이 페이지에는 밸브의 다양한 기본 정보가 정의되어 있습니다.

메인 메뉴 "밸브"에서 볼 수 있듯이 석유 및 화학 산업에서 자주 적용되는 여러 밸브에 대한 정보도 찾을 수 있습니다.
이를 통해 다양한 유형의 밸브 간의 차이점과 이러한 차이가 밸브 기능에 어떤 영향을 미치는지에 대한 인상과 좋은 이해를 얻을 수 있습니다. 이는 설계 시 각 유형의 밸브를 적절하게 적용하고 작동 시 각 유형의 밸브를 적절하게 사용하는 데 도움이 됩니다.