볼 밸브 고장의 일반적인 원인 및 수리 방법

소개

볼 밸브는 내구성과 신뢰성으로 잘 알려져 있으며 다양한 온/오프 애플리케이션에서 선택되는 밸브입니다. 볼 밸브는 일반적으로 혹독한 환경에서도 잘 견디지만 다른 시스템 구성 요소와 마찬가지로 손상이나 고장의 위험이 있습니다. 볼 밸브의 수명은 시스템 매체, 매체 온도, 매체 압력, 사이클 주파수, 작동 유형 및 적절한 볼 밸브 유지보수. 볼 밸브 고장의 가장 일반적인 원인과 그 해결책을 읽어보세요.

볼 밸브 수명에 영향을 미치는 요인

많은 제조업체에서 볼 밸브의 예상 수명을 제공하지만 이 범위는 다양한 요인에 의해 영향을 받거나 연장될 수 있습니다.

작동:

시스템의 의도된 사이클 속도와 사용 가능한 전원에 따라 볼 밸브는 공압(공기), 전기(모터) 또는 유압(유체) 작동으로 구동됩니다. 호환되지 않는 액추에이터와 시스템 조건은 밸브 고장으로 이어질 수 있지만, 대부분의 경우 액추에이터는 제어하는 볼 밸브보다 훨씬 오래 사용할 수 있습니다.

디자인:

일체형 및 투피스 볼 밸브는 시스템 내 유지보수나 수리가 불가능하므로 부품이 고장 나면 교체해야 합니다. 그러나 3피스 볼 밸브는 시스템에서 전체 밸브를 제거하지 않고도 시트와 씰을 제거하고 교체할 수 있도록 설계되었습니다. 따라서 3피스 볼 밸브는 적절하게 유지 관리하면 1피스 및 2피스 볼 밸브보다 훨씬 오래 사용할 수 있습니다.

미디어:

볼 밸브는 일반적으로 고체 입자가 없는 유체 및 가스의 온/오프 제어용으로 사용되며, 매체의 입자가 밸브 씰을 마모시켜 수명을 단축시킬 수 있기 때문입니다. 오일과 같은 윤활 매체는 실제로 씰 마모를 줄이고 밸브의 수명을 연장할 수 있습니다. 

서비스 가능성:

씰은 종종 가장 먼저 실패하는 구성 요소입니다. 볼 밸브밸브 몸체보다 부드러운 재질(일반적으로 P.T.F.E.)로 만들어져 마모가 가장 많이 발생하기 때문입니다. 일체형 및 투피스 볼 밸브는 씰이 만료되면 교체해야 하지만, 일반적으로 어셈블리에서 가장 비용이 많이 드는 액추에이터를 교체하지 않고도 밸브를 교체할 수 있습니다. 반면 3피스 볼 밸브는 씰을 쉽게 교체할 수 있습니다.

출처:

일반적으로 호환성과 최대 수명을 보장하기 위해 시스템 장비와 동일한 국가에서 제조된 볼 밸브를 공급받는 것이 좋습니다.

온도 및 압력 등급:

고압 또는 고온 애플리케이션에 사용되는 볼 밸브는 저압 애플리케이션에 사용되는 밸브보다 더 자주 정비하거나 교체해야 합니다.

주기 빈도:

볼 밸브의 수명은 밸브의 순환(켜기 또는 끄기) 빈도와 직접적인 관련이 있습니다. 하루에 한두 번만 순환하는 고압 애플리케이션의 밸브는 매분마다 순환하는 저압 애플리케이션의 밸브보다 오래 지속될 수 있습니다.

밸브 재질:

전반적으로 금속 볼 밸브는 PVC나 기타 합성 소재로 만든 밸브보다 수명이 더 깁니다. 매체는 볼 밸브 본체 및 액세서리의 재료를 결정하는 주요 요소이므로 재료/매체 호환성을 보장하는 것이 필수적입니다.

볼 밸브 고장으로 인한 잠재적 위험성

볼 밸브 고장은 단순히 밸브 교체에 소요되는 시간과 비용 그 이상을 의미합니다. 잠재적 위험은 단순히 불편한 것부터 완전히 위험한 것까지 다양합니다.

미디어 유출:

밸브가 고장 나면 배관 시스템의 매체가 주변 환경으로 누출될 수 있습니다. 매체에 따라 작업자와 장비가 독성 화학 물질, 유독 가스, 극한의 온도 또는 위험할 정도로 높은 압력에 노출될 수 있습니다.

생산 중단 시간:

밸브 고장으로 생산이 중단되면 매출 손실과 시간 낭비가 발생하고 직원들은 수리를 기다리는 동안 할 일이 없어집니다.

수리 비용:

모든 산업 환경에서 주기적인 장비 수리는 예상되는 일이지만, 예방 가능한 밸브 고장으로 인한 수리는 예산보다 더 많은 비용이 발생할 수 있습니다.

이러한 잠재적 위험은 정기적인 점검과 예방적 유지보수의 중요성을 보여줍니다. 작업자의 안전과 장비의 수명, 최적화된 비용을 보장하려면 시설에서 정기적인 점검과 유지보수 절차를 수행해야 합니다.

14가지 일반적인 볼 밸브 고장 및 수리 방법

1. 액추에이터 비호환성:

제어하는 밸브에 비해 너무 강력한 전기, 유압 또는 공압 액추에이터는 밸브 자체를 손상시킬 위험이 있습니다. 반대로 일부 액추에이터는 밸브를 돌리기에는 토크 출력이 충분하지 않을 수 있습니다.

솔루션: 제어하는 밸브의 종류와 시스템 조건에 맞는 액추에이터를 선택하세요. 문제가 액추에이터에 있는지 밸브 자체에 있는지 확실하지 않은 경우 액추에이터에서 볼 밸브를 분리하고 밸브를 수동으로 돌려보세요. 밸브가 자유롭게 회전하면 액추에이터에 문제가 있다는 것을 알 수 있습니다. 액추에이터에 수동 오버라이드 핸들이 있는 경우 액추에이터에서 밸브를 제거하지 않고도 이 작업을 시도할 수 있습니다. 가능하면 호환성을 보장하기 위해 밸브와 액추에이터를 같은 제조업체에서 공급받으세요.

2. 캐비테이션:

캐비테이션은 밸브 내부의 액체 매체의 압력이 증기압 아래로 떨어질 때 발생합니다. 이로 인해 작은 기포가 발생하여 밸브가 붕괴되어 손상될 수 있습니다.

솔루션: 시스템에서 미디어의 압력과 속도에 맞는 밸브를 사용하고 있는지 확인하세요. 다단계 제어 밸브를 사용하여 압력 강하를 늦출 수도 있습니다.

3. 엘라스토머 손상:

밸브 시트, 개스킷 및 씰은 종종 Viton과 같은 엘라스토머(탄성 중합체)로 만들어집니다.® 또는 EPDM. 일반적으로 마모가 심한 구성 요소로 간주되며 더 자주 교체해야 합니다. 이는 미디어와 씰의 비호환성으로 인해 악화될 수 있습니다.

솔루션: 밸브의 엘라스토머 구성품이 시스템 매체와 호환되는지 확인합니다. 필요한 경우 호환성이 더 높은 재질의 구성 요소를 선택합니다. 3피스 볼 밸브는 전체 밸브를 제거하거나 교체하지 않고도 이러한 구성 요소를 교체할 수 있습니다.

4. 밸브 크기가 부적절합니다:

밸브 포트의 크기는 미디어의 흐름에 영향을 미치므로 미디어 유량과 파이프 크기에 따라 밸브 크기를 적절히 계산하는 것이 중요합니다. 밸브가 너무 크면 압력이 감소할 수 있고, 너무 작은 볼 밸브는 미디어 병목 현상과 폭발 가능성을 유발할 수 있습니다. 

솔루션: 액체 및 가스 유량 계산기를 사용하면 배관 시스템의 매체 압력에 따라 필요한 밸브 크기를 알 수 있습니다. 밸브의 압력 등급은 Cv 값(영국식) 또는 Kv 값(미터법)으로 표시됩니다.

5. 설치가 잘못되었습니다:

제조업체의 사양에 따라 올바르게 설치되지 않은 밸브는 시스템 기능에 큰 장애를 일으킬 수 있습니다.

솔루션: 항상 적절한 교육과 전문 지식을 갖춘 사람이 밸브를 설치하고 서비스해야 합니다. 올바른 설치 기술이 확실하지 않은 경우 OEM에 문의하세요.

6. 잘못된 유지 관리 및 수리:

유지보수를 소홀히 하거나 부적절하게 관리하면 장비 손상, 작업장 위험, 생산 중단, 시간 낭비, 수익 손실이 발생할 수 있습니다.

솔루션: 정기적인 예방 유지보수를 예약하고 볼 밸브 및 배관 시스템에 대한 지식과 경험이 풍부한 기술자가 작업하도록 하세요. 항상 제조업체의 설치 및 유지보수 지침을 따르세요.

7. 부적절한 작동 및 설정 압력 차이:

시스템 운영자가 설정한 압력이 실제 작동 압력과 다르면 밸브에 무리가 가거나 손상될 수 있습니다.

솔루션: 밸브 구성품의 손상, 마모 또는 누출 여부를 점검하고 그에 따라 시스템 압력을 재설정하세요.

8. 비활성화에 따른 누수:

한동안 사용하지 않고 방치된 밸브는 미디어가 쌓이거나 부품이 부식되어 막힐 수 있습니다.

솔루션: 휴면 배관 시스템 또는 세그먼트를 다시 활성화하기 전에 모든 밸브에 윤활유가 발라져 있고 축적물이 없는지 확인합니다.

9. 머티리얼 비호환성:

특정 유형의 매체는 다른 매체보다 볼 밸브 본체나 부품을 훨씬 더 빨리 부식시킬 수 있으므로 시스템에 적합한 볼 밸브 재료를 선택하는 것이 중요합니다.

솔루션: 볼 밸브의 제품 설명을 보면 어떤 재질로 만들어졌는지, 이상적인 용도와 매체 호환성을 알 수 있습니다. 이를 위한 유용한 도구는 콜-파머 화학물질 호환성 데이터베이스 밸브 재료가 특정 매체와 호환되는지 확인하는 데 사용할 수 있습니다. 

10. 씰 또는 볼트 누출:

엘라스토머 씰이 손상되거나 너트와 볼트가 느슨해지면 밸브에서 미디어가 누출될 수 있습니다.

솔루션: 엘라스토머 부품을 교체해야 하는지 또는 하드웨어를 조여야 하는지 확인하세요.

11. 입자 및 침전물이 쌓입니다:

미립자가 있는 매체에는 볼 밸브를 사용하지 않는 것이 좋지만, 가끔 오염이나 침전물이 쌓이는 경우가 있습니다. 고체 입자가 밸브에 끼어 구성품이 손상될 수 있습니다. 또한 잘못된 윤활로 인해 밸브 구성품이 고착될 수 있습니다.

솔루션: 배관 시스템의 모든 구성 요소에 대해 정기적인 검사 및 청소 일정을 잡으세요. 밸브의 손상이나 고장을 방지하기 위해 항상 밸브에서 이물질이나 쌓인 이물질을 제거하세요. 윤활유를 추가하기 전에 밸브 제조업체에 문의하여 밸브 재료 및 시스템 매체와의 호환성을 확인하세요.

12. 압력 및 온도가 필수 매개 변수를 초과합니다:

밸브의 압력 또는 온도 등급을 초과하여 압력을 가하면 밸브가 점진적으로 마모되거나 갑작스러운 밸브 고장이 발생할 수 있습니다.

솔루션: 밸브의 제품 사양이 시스템 요구 사항이나 조건과 일치하는지 확인하세요.

13. 밸브 스템 마모:

밸브 구성품의 지속적인 움직임과 스템 패킹의 탄성 부족은 볼 밸브 스템 고장의 원인이 될 수 있습니다.

솔루션: 밸브 스템 씰은 일반적으로 볼 밸브에서 가장 먼저 고장 나는 구성 요소입니다. 밸브 스템에서 누출이 발견되면 밸브를 교체해야 할 때입니다. 또는 3피스 밸브의 경우 스템 씰 및 하드웨어와 함께 스템을 교체할 수 있습니다.

14. 워터 해머:

액체 매체 흐름의 급격한 압력 변화는 배관 시스템을 통해 파괴적인 충격파를 일으킬 수 있습니다. 워터 해머로 알려진 이 현상은 유체 처리 시스템에서 밸브 고장의 주요 원인 중 하나입니다.

솔루션: 스로틀링 밸브는 비슬램, 느린 작동 및 전기 작동식 볼 밸브와 마찬가지로 워터 해머를 최소화할 수 있습니다. 배관 시스템 설계에 엘보와 루프를 추가하는 것도 위험을 줄일 수 있습니다.

적절한 볼 밸브 유지보수의 이점

대부분의 볼 밸브는 유지보수보다는 교체하도록 설계되어 있습니다. 일체형 및 투피스 볼 밸브는 상대적으로 경제적이며, 자동화 시스템에서는 일반적으로 더 비싼 부품인 액추에이터를 교체하지 않고도 교체할 수 있습니다. 그러나 3피스 볼 밸브가 있는 애플리케이션의 경우 볼 밸브를 유지 관리하는 것이 고장 위험을 줄이는 사전 예방적인 방법입니다. 볼 밸브 유지보수를 정기적으로 올바르게 수행하면 상당한 이점이 있습니다.

종료 필요성 감소:

볼 밸브 고장 위험이 낮아지면 생산을 중단할 필요성이 줄어듭니다.

보안 및 안전:

볼 밸브 평가에 대한 적절한 교육을 받은 유지보수 전문가는 잠재적인 문제를 쉽고 조기에 식별하여 긴급 수리, 사고 또는 작업장 보건 및 안전 표준 위반 가능성을 낮출 수 있습니다.

비용 절감:

유지보수 문제가 적다는 것은 곧 비용 절감으로 이어집니다. 정기적인 점검과 예방적 유지보수를 수행하면 밸브 고장으로 인한 예기치 않은 고비용 가동 중단의 위험을 줄일 수 있습니다.

장수:

잘 관리된 밸브는 수명이 길고 수리가 거의 필요하지 않으므로 비용을 절감하고 가동 중단 시간을 방지하며 플랜트 생산을 일정대로 유지하는 데 도움이 됩니다.

밸브가 작동하는 동안에도 일부 볼 밸브 유지보수를 수행할 수 있으므로 생산을 중단 없이 계속할 수 있습니다.

볼 밸브 유지보수 모범 사례

올바른 설치와 정기적이고 예방적인 유지보수는 밸브의 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 밸브를 올바르게 설치하면 수리 또는 교체 필요성이 줄어들므로 밸브를 설치하는 기술자가 볼 밸브 설치 및 유지보수에 대한 경험과 지식이 있는지 확인하세요.

일반적으로 볼 밸브에 문제가 발생하기 훨씬 전에 예방적 또는 예측적 유지보수를 시작해야 합니다. 종합적인 볼 밸브 유지보수 프로그램에는 다음이 포함되어야 합니다:

윤활:

올바른 윤활은 부품 마모를 방지하고 씰의 효율성을 높이며 볼 밸브의 원활한 작동을 유지합니다. 밸브 재질 및 시스템 매체와 호환되는 윤활유를 선택해야 하며, 윤활이 권장되는지 여부는 밸브 제조업체에 문의하세요.

정기적인 청소:

볼 밸브를 깨끗하게 청소하면 수명이 더 길어집니다. 3피스 볼 밸브를 청소하려면 밸브 재질과 부정적으로 반응하지 않는 세척제를 사용하여 밸브 내부와 외부의 먼지와 이물질을 제거하세요. 금속 부품에는 가스 기반 또는 압축 공기 세정제가 적합하고 비금속 부품에는 알코올 또는 수성 세정제가 이상적입니다. 밸브 씰 재질과 호환되는 세척제를 사용해야 합니다.

정기 검사:

대부분의 애플리케이션에서는 연간 볼 밸브 검사로 충분하지만, 고주기 및 고압 환경의 볼 밸브는 더 자주 검사해야 합니다. 예정된 가동 중단 중에는 배관 시스템에서 볼 밸브를 제거하고 분해하여 내부를 청소하고 파손되거나 마모된 구성품을 교체하세요.

이러한 모범 사례를 따르면 볼 밸브 고장의 위험을 줄이고 볼 밸브의 수명을 제조업체의 예상보다 더 연장할 수 있습니다.

저자 약력

조지 패커드는 마케팅 담당 부사장입니다. 제미니 밸브는 가족 소유의 미국 자동 및 수동 볼 밸브 제조업체입니다. 1974년에 설립된 Gemini Valve는 밸브 설계 및 제조 분야에서 다년간의 경험을 바탕으로 모든 유형의 애플리케이션에 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공합니다.