산업용 밸브 선택: 최종 가이드

밸브는 공기, 진흙, 기름, 물, 증기, 액체 금속, 부식성 매체 및 방사성 매체와 같은 모든 종류의 유체의 흐름을 제어하는 데 사용할 수 있습니다. 따라서 배관 시스템에 가장 적합한 밸브를 선택하는 것이 매우 중요합니다. 배관 시스템에 가장 적합한 밸브를 선택하려면 밸브 특성을 파악하고 선택 단계와 기준을 알아보는 것이 중요합니다.

밸브의 분류:

산업용 밸브는 다양한 매개변수에 따라 분류할 수 있습니다.

일반 분류

a. 자동 밸브: 매체의 종류(액체, 기체 등)에 따라 스스로 작동하는 밸브입니다.
예시: 체크 밸브, 안전 밸브, 레귤레이팅 밸브, 트랩 밸브, 감압 밸브 등
b. 작동식 밸브: 수동, 전기, 유압 또는 공압으로 작동할 수 있는 밸브.

예시: 게이트 밸브, 글로브 밸브, 스로틀 밸브, 버터플라이 밸브, 볼 밸브, 플러그 밸브 등

밸브의 구조에 따른 분류:

a. 글로브 밸브: 블록 부분이 시트 중앙을 따라 움직입니다.
b. 게이트 밸브: 블록 부분이 수직 시트의 중앙을 따라 이동합니다.
c. 플러그 및 볼 밸브: 블록 부분은 플런저 또는 중앙을 중심으로 회전하는 볼입니다.
d. 스윙 밸브: 블록 부분이 시트 외부 축을 중심으로 회전합니다.
e. 버터플라이 밸브: 블록 부분의 디스크가 시트의 축을 중심으로 회전합니다.

f. 슬라이드 밸브: 블록 파트가 채널의 수직 방향으로 슬라이드됩니다.

애플리케이션에 따른 밸브 분류:

a. 켜고 끄는 밸브: 파이프라인에서 매체를 통과시키거나 끄는 데 사용됩니다.
예시: 예: 글로브 밸브, 게이트 밸브, 볼 밸브, 버터플라이 밸브 등
b. 재활용을 중지하는 밸브: 매체의 역류를 방지하는 데 사용됩니다.
예시: 체크 밸브
c. 조절용 밸브: 매체의 압력과 유량을 조절하는 데 사용됩니다.
예시: 예: 조절 밸브 및 감압 밸브.
d. 분배용 밸브: 흐르는 매체의 방향과 분배를 변경하는 데 사용됩니다.
예시: 예: 라이닝 T-콕 밸브, 분배 밸브 및 슬라이드 밸브.
e. 안전 목적의 밸브: 매체 압력이 지정된 값을 초과할 때 배관 시스템 및 장비의 안전을 보장하기 위해 과도한 매체를 배출하는 데 사용됩니다.
예시: 예: 안전 밸브 및 가드 밸브.

f. 기타 특수 목적용 밸브: 트랩 밸브, 환기 밸브 및 배수 밸브.

주행 모드에 따른 밸브 분류:

a. 수동 구동 밸브: 핸드휠, 핸들, 레버 또는 체인 등의 도움으로 구동됩니다.
b. 전기 구동 밸브: 모터 또는 기타 전기 장치의 도움으로 구동됩니다.
c. 유압 구동 밸브: 물 또는 오일로 구동됩니다.

d. 공압 구동 밸브: 압축 공기로 구동됩니다.

공칭 밸브 압력에 따른 밸브 분류:

a. 진공 밸브: 절대 압력 <0.1Mpa, 즉 760mm Hg 압력의 밸브(수은 밀리미터 또는 물 밀리미터는 압력을 나타내는 데 사용됨).
b. 저압 밸브: 정상 압력 PN이 1.6Mpa 이하인 밸브(압력이 1.6Mpa 이하인 스틸 밸브도 범위에 포함됨).
c. 중간 압력 밸브: PN 2.5~6.4 Mpa 사이의 정상 압력을 가진 밸브.
d. 고압 밸브: PN 10.0~80.0 Mpa 사이의 정상 압력을 갖는 밸브.

e. 초고압 밸브: 정상 압력 PN ≥ 100.0Mpa의 밸브

작동 매체의 온도에 따른 밸브 분류:

a. 일반 밸브: 작동 매체의 온도가 40℃ ~ 425℃인 곳에서 사용되는 밸브.
b. 고온 밸브: 작동 매체의 온도가 425℃~600℃인 곳에서 사용되는 밸브.
c. 내열 밸브: 작동 매체의 온도가 600℃ 이상인 곳에서 사용되는 밸브.
d. 영하의 밸브: 작동 매체의 온도가 -150℃~-40℃ 사이인 곳에서 사용되는 밸브

e. 극저온 밸브: 작동 매체의 온도가 -150℃ 미만인 곳에서 사용되는 밸브.

내부 공칭 직경에 따른 밸브 분류:

a. 소구경 밸브: 내부 공칭 직경 DN <40mm인 밸브.
b. 중간 직경 밸브: 내부 공칭 직경이 DN50~300mm인 밸브.
c. 대구경 밸브: 내부 공칭 직경이 DN350~1200mm인 밸브.

d. 대형 밸브: 내부 공칭 직경이 DN350~1200mm인 밸브.

파이프와의 연결에 따라 밸브를 분류합니다:

a. 플랜지와 연결된 밸브: 플랜지 사이의 파이프에 연결된 밸브.
b. 나사산으로 연결된 밸브: 나사산으로 파이프에 연결된 내부 또는 외부 나사산이 있는 밸브.
c. 용접된 밸브: 접합부가 용접된 밸브 및 파이프로 용접된 밸브.
d. 클램프로 연결된 밸브: 밸브 본체에 클램핑 포트가 있고 클램프로 배관에 연결된 밸브.

e. 페룰 연결이 있는 밸브: 페룰 연결을 통해 파이프와 연결된 밸브.

밸브 특성

밸브에는 일반적으로 다음 두 가지 특성이 있습니다:

애플리케이션 특성:

밸브의 주요 서비스 성능과 서비스 범위를 결정합니다. 다음 항목이 이 범위에 속합니다:
- 밸브의 용도(블록 밸브, 조절 밸브, 안전 밸브 등)
- 밸브의 종류(게이트 밸브, 글로브 밸브, 버터플라이 밸브, 볼 밸브 등)
- 주요 부품(밸브 본체, 밸브 커버, 스템, 디스크, 씰링 표면)의 재질.
- 밸브의 전송 모드.

구조적 특성:

밸브의 설치, 수리, 유지보수 및 기타 방법을 결정합니다. 다음 항목이 이 범위에 속합니다:
- 밸브의 길이와 전체 높이입니다.
- 파이프(플랜지, 클램프, 내부 및 외부 나사산, 용접 등)와 연결됩니다.
- 씰링 형태(인서트 링, 스레드 링, 비드 용접, 스프레이 용접, 밸브 본체).

- 밸브 스템 구조(회전 스템, 리프팅 스템 등)

밸브 선택 단계 및 기준

선택 단계:

1) 장비 또는 장치에서 밸브의 용도와 적용 가능한 매체, 작동 압력 및 작동 온도 등 밸브의 작동 조건을 모두 확인합니다.

2) 플랜지, 나사산, 용접 등 밸브에 대한 파이프 라인의 공칭 직경과 연결 방법을 모두 확인합니다.

3) 밸브를 구동하는 방법, 즉 밸브를 수동, 전기, 전자기, 공압 또는 유압으로 작동할 수 있는지, 전기 연결 또는 전기 유압 연결 등을 결정하기 위해 밸브가 수동, 전기, 전자기, 공압 또는 유압으로 작동할 수 있는지 결정합니다.

4) 파이프라인에 의해 이송되는 매체, 작동 압력 및 작동 온도에 따른 하우징과 회주철, 연성 주철, 구상 주철, 탄소강, 합금강, 스테인리스 내산성 강 또는 구리 합금 등의 내부 부품을 결정하기 위해 두 하우징을 모두 결정합니다.

5) 밸브의 용도(예: 블록 밸브, 조절 밸브, 안전 밸브 등)를 선택합니다.

6) 게이트 밸브, 글로브 밸브, 볼 밸브, 버터플라이 밸브, 스로틀 밸브, 안전 밸브, 감압 밸브, 스팀 트랩 밸브 등 밸브의 종류를 확인합니다.

7) 자동 밸브의 경우 매개 변수, 즉 허용 유량 저항, 토출 용량 및 배압 등을 결정한 다음 다양한 요구에 따라 파이프 라인의 공칭 직경과 밸브 시트 구멍의 직경을 결정합니다.

8) 선택한 밸브의 기하학적 매개 변수, 즉 구조 길이, 플랜지 연결 형태 및 크기, 개폐 후 밸브의 높이, 연결된 볼트 구멍의 크기와 수, 밸브의 전체 크기를 결정합니다.

9) 밸브 제품 카탈로그, 밸브 제품 샘플 등 기존 데이터를 활용하여 적절한 밸브 제품을 선택하기 위해

선정 기준:

밸브 선택 단계를 이해한 후에는 밸브 선택 기준을 추가로 이해해야 합니다.

1) 선택한 밸브의 목적, 작동 조건 및 작동 제어 방법에 따라 선택합니다.

2) 작업 매체의 특성, 즉 작동 압력, 작동 온도, 부식 성능, 매체의 점도, 고체 입자 포함 여부 또는 독성, 인화성, 폭발성 여부 등에 따라 선택합니다.

3) 유체 특성, 즉 유량 저항, 토출 용량, 유량 특성 및 밀봉 수준 등의 요구 사항에 따라 밸브를 선택합니다.

4) 설치 크기 및 외부 크기 요구 사항(공칭 직경, 연결 방법, 파이프라인과의 연결 크기, 외부 크기 또는 무게 제한 등)에 따라 선택합니다.

5) 밸브 제품 신뢰성, 서비스 수명 및 전기 장치의 방폭 성능에 대한 추가 요구 사항에 따라 선택합니다.

선택 매개변수의 몇 가지 중요 사항

- 밸브를 제어 목적으로 사용하려면 다음과 같은 추가 매개 변수를 결정해야 합니다:

- 작동 방법,

- 최대 및 최소 유량,

- 정상 흐름과 닫힘 시 압력 강하를 나타냅니다,

- 밸브 입구의 최대 및 최소 압력.

- 위에서 언급 한 기준 및 단계 외에도 다양한 유형의 밸브의 내부 구조를 자세히 이해하여 합리적이고 정확하게 밸브를 선택하여 선호하는 밸브를 선택할 수 있습니다.

- 밸브는 파이프라인의 최종 제어 장치입니다. 밸브의 개폐는 파이프라인의 매체 흐름 방식을 제어합니다.

- 밸브 흐름 채널의 모양은 밸브에 특정 흐름 특성을 부여합니다. 파이프라인 시스템에 가장 적합한 밸브를 선택할 때 이 점을 고려해야 합니다.

밸브 선택 시 준수해야 할 원칙

유체의 정지 및 방출을 위한 밸브

- 밸브의 유로가 직선형인 경우 유량 저항이 작기 때문에 일반적으로 정지 및 해제 목적으로 밸브로 선택됩니다.

- 하향 폐쇄형 밸브(스톱 밸브, 플런저 밸브)는 흐름 경로가 구불구불하고 흐름 저항이 높기 때문에 덜 선호됩니다.

- 블록 밸브와 같은 밸브는 더 높은 유량 저항이 허용되는 곳에서 사용할 수 있습니다.

유량 제어용 밸브

특정 목적을 위해 선택된 밸브는 유량을 쉽게 조절할 수 있어야 합니다.

- 하향 폐쇄 밸브(예: 블록 밸브)는 시트 크기가 블록 부품의 스트로크에 비례하기 때문에 이러한 목적에 적합합니다.

- 로터리 밸브(플러그 밸브, 버터플라이 밸브, 볼 밸브) 및 굴곡 바디형 밸브(클램프 밸브, 다이어프램 밸브)도 스로틀 제어에 사용할 수 있지만 제한된 밸브 직경 범위 내에서만 적용할 수 있습니다.

- 게이트 밸브는 원형 밸브 시트에 횡방향으로 움직이는 디스크 모양의 밸브입니다. 닫힌 위치에 가까울 때만 유량을 제어할 수 있습니다. 따라서 일반적으로 유량 제어에는 사용되지 않습니다.

후진 및 전환용 밸브

역전 및 전환 요구 사항에 따라 밸브는 3개 이상의 채널을 가질 수 있습니다. 플러그 밸브와 볼 밸브가 이러한 목적에 더 적합합니다. 따라서 역전 및 전환에 사용되는 대부분의 밸브는 이 중 하나에서 선택됩니다. 그러나 경우에 따라 두 개 이상의 밸브가 서로 올바르게 연결되어 있다면 다른 유형의 밸브도 역전 및 전환에 사용할 수 있습니다.

입자가 매달려 있는 매체에서 사용되는 밸브

매체에 매달린 입자가 있는 경우, 블록 부품이 밀봉 표면을 따라 미끄러지면서 와이핑 기능이 있는 밸브를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 블록 부품의 앞뒤 움직임이 밸브 시트와 수직인 경우 입자를 담을 수 있으므로 이러한 밸브는 밀봉 표면 재료가 입자의 매립을 허용하지 않는 한 비입자 매질에만 적합합니다. 볼 밸브와 플러그 밸브는 모두 개폐 과정에서 밀봉 표면에 와이핑 기능이 있으므로 입자가 매달려 있는 유체에 사용하기에 적합합니다.

밸브 선택 지침

1. 게이트 밸브 선택

게이트 밸브는 가장 선호되는 밸브 유형입니다. 증기 및 오일 제품과 같은 유체에 적합할 뿐만 아니라 입상 고체 및 점도가 높은 유체에도 적합합니다. 이 밸브는 환기 및 저진공 시스템에도 적합합니다. 고체 입자가 있는 유체의 경우, 게이트 밸브 본체에 퍼지 구멍이 하나 또는 두 개 있어야 합니다. 저온 매체의 경우 저온 특수 게이트 밸브를 사용해야 합니다.

2. 글로브 밸브 선택

글로브 밸브는 유체 저항, 즉 압력 손실에 대한 엄격한 요구 사항이 없는 파이프 라인에 적합합니다. 고온 및 고압의 파이프 라인 또는 장비, 증기 매체 및 DN <200mm의 파이프 라인에 고려할 수 있습니다. 소형 밸브의 경우 핀틀 밸브, 계기 용 밸브, 샘플링 용 밸브, 압력 게이지 밸브 등과 같은 글로브 밸브를 사용할 수 있습니다. 유량 조절 또는 압력 조절의 경우, 정확도가 낮고 직경이 상대적으로 작은 글로브 밸브 또는 스로틀 밸브가 선호됩니다. 독성이 강한 매체의 경우 벨로우즈 씰 글로브 밸브를 사용해야 합니다. 그러나 점도가 높고 쉽게 침전되는 입자가 포함된 매질에는 사용해서는 안 됩니다. 이 밸브는 저진공 시스템용 환기 밸브 및 밸브로 사용할 수 없습니다.

3. 볼 밸브 선택

볼 밸브는 저온, 고압 및 고점도 매체에 적합합니다. 대부분의 볼 밸브는 고체 입자가 매달려 있는 매체에 사용할 수 있으며 밀봉 재료의 요구 사항에 따라 분말 및 입상 매체에도 사용할 수 있습니다. 전체 채널 볼 밸브는 유량 조절에는 적합하지 않지만 비상 또는 사고 시 빠른 개폐를 통해 차단해야 하는 경우에 적합합니다. 볼 밸브는 엄격한 밀봉 성능, 마모, 수축 채널, 빠른 개폐 동작, 고압 정지(큰 차압), 저소음, 가스화, 낮은 작동 토크 및 낮은 유체 저항을 가진 파이프 라인에 권장됩니다. 또한 경량 구조물, 저압 스톱 및 부식성 매질에도 적합합니다.

저온, 극저온 매체에 가장 이상적인 밸브이지만, 보닛이 있는 저온 볼 밸브는 저온 매체의 파이프 라인 시스템 및 장치에 사용됩니다. 플로팅 볼 밸브를 선택할 때 시트 재질은 볼과 작동 매체의 하중을 견뎌야 합니다. 대구경 볼 밸브는 작동 중에 더 큰 토크를 필요로 합니다. 작동용 웜 기어 드라이브는 DN≥200mm의 볼 밸브에 선호됩니다. 또한 고독성 물질 및 인화성 매체의 파이프 라인에 사용되는 볼 밸브는 내화성 및 정전기 방지 기능이 있어야 합니다.

4. 스로틀 밸브 선택

스로틀 밸브는 매체의 온도가 낮고 압력이 높은 장소에 적합합니다. 또한 유량과 압력을 조절해야 하는 곳에도 적합합니다. 그러나 점도가 높고 고체 입자가 포함된 매체에는 적합하지 않습니다. 따라서 차단 밸브로 사용할 수 없습니다.

5. 플러그 밸브 선택

일반적으로 플러그 밸브는 빠른 개폐가 필요한 경우에 적합합니다. 또한 저온 및 고점도 매질, 입자가 매달려 있는 매질에 적합하지만 증기 및 고온 매질에는 적합하지 않습니다.

6. 버터플라이 밸브 선택

버터플라이 밸브는 직경이 크고(예: DN > 600mm) 구조 길이가 짧으며 빠른 유량 조절 및 빠른 개폐 요구 사항이 있는 파이프 라인에 적합합니다. 일반적으로 물, 오일, 압축 공기 및 온도 ≤80℃, 압력 ≤1.0MPa의 기타 매체에 사용됩니다. 게이트 밸브 및 볼 밸브에 비해 버터플라이 밸브는 상대적으로 큰 압력 손실로 인해 압력 손실이 덜 엄격한 파이프 라인 시스템에 적합합니다.

7. 체크 밸브 선택

체크 밸브는 일반적으로 깨끗한 매질에는 적합하지만 고체 입자와 점도가 높은 매질에는 적합하지 않습니다.

- DN≤40mm의 경우 리프트 체크 밸브를 사용해야 합니다(수평 파이프 라인에만 설치 가능).

- DN=50~400mm의 경우 스윙 리프트 체크 밸브를 사용해야 합니다(수평 및 수직 파이프 라인 모두에 설치). 수직 파이프 라인에 설치하는 경우 매체 흐름 방향이 아래에서 위로 향해야 합니다.)

- DN≥450mm의 경우 버퍼형 체크 밸브를 사용해야 합니다.

- DN=100~400mm의 경우 웨이퍼 체크 밸브도 사용할 수 있습니다.

스윙 체크 밸브는 매우 높은 작동 압력에 맞게 제작할 수 있으며, PN은 최대 42MPa까지 도달할 수 있습니다. 하우징과 씰의 재질에 따라 물, 증기, 가스, 부식성 매체, 오일 등 다양한 작동 매체와 -196~800℃ 범위의 작동 온도에 적용할 수 있습니다.

8. 다이어프램 밸브 선택

다이어프램 밸브는 작동 온도가 200℃ 미만이고 압력이 1.0MPa 미만인 오일, 물, 산성 매체 및 매달린 입자가 포함된 매체에는 적합하지만 유기 용매 매체 및 강한 산화제 매체에는 적합하지 않습니다.

- 연마성 입상 매질에는 위어형 다이어프램 밸브를 선택해야 합니다. 위어형 다이어프램 밸브를 선택할 때는 해당 유량 특성 표를 참조하십시오.

- 점성이 있는 유체, 시멘트 슬러리 및 침전물이 있는 매체에는 직선형 다이어프램 밸브를 사용해야 합니다.

- 다이어프램 밸브는 특정 요구 사항이 없는 한 진공 파이프라인 및 진공 장비에 사용해서는 안 됩니다.

요약

다양한 유형의 밸브는 적용 범위가 넓고 작동 빈도가 높습니다. 밸브의 적용은 일상 생활에서 다양한 측면에서 찾을 수 있습니다. 밸브의 역할은 파이프 라인 시스템의 정상적인 작동을 보장하고 "물방울 및 누수"현상의 발생을 방지하는 데 매우 중요합니다. 따라서 밸브를 올바르게 선택하려면 밸브의 구조, 작동 및 작업 조건을 이해하는 것이 매우 중요합니다.