Valve +7







Full bore Valve (Full port) 는 언제 사용할까요?


일단 정의부터 보자면, Valve는 일반적으로 Piping 라인보다 조금 작은 사이즈로 제작됨니다. 

어차피 흐름을 조절하는 역할을 하기때문에 꼭 piping 사이즈와 똑같이 할 필요가 없기 때문이죠. 

사이즈가 작아지니 그만큼 제작비용이 적어져서 경제적이기도 하며, Offshore 플랫폼 같은 경우에는 무게에도 영향을 미치기 때문에

이렇게 작은 사이즈 밸브를 이용합니다. 이걸 Reduced bore (Reduced port) valve라고 합니다.


반면 Full bore valve는 Piping 사이즈와 동일하게 제작하는 것을 말합니다.

그럼 굳이 비 경제적인데도 이걸 쓰는 이유는 뭘까요?


1. 압력강하 (Pressure drop) 이 적어야 하는 경우.


2. 부식 (Erosion) 의 발생을 최소화 해야하는경우.


3. Pigging 이 필요한 경우 (Pigging은 스폰지 같은 재질의 총알모형을 배관내에 쏘아서 부식물을 청소하는 것입니다.)


4. 일부 발주처는 Drain에 Full bore를 요구함.











       

       

GATE

1.  완전히 열거나 닫을대 사용.

2.  자주 사용하지 않으므로 거의 파손되지 않으며 개폐가 느리다.

3.  핸들은 그대로 있고, STEM 움직인다.

GLOBE

1. 유체의 흐름을 조절하는데 사용.

2. GATE VALVE보다 흐름에 대한 저항이 크다.

3. 핸들과 STEM 함께 움직인다.

CHECK

1.  한쪽 방향으로만 유체가 흐르게 하여 반대흐름을 방지함.

2.  PUMP DISCHARGE 부위에 설치한다.

SAFETY

일정한 SETTING POINT에서 터지게 .

COCK

1. PLUG VALVE 일종으로 빠른 개폐를 요하는 곳에 사용

2. 90도로 개폐된다.

CONTROL

1.  자동적으로 SET POINT 맞춰 유량을 조절함

2.  내부는 GLOBE 비슷함.

BUTTER FLY

1. FLANGE사이 VALVE VALVE사이에 설치함

2. 면적을 작게 차지하며 빠른 개폐가 가능함.

PLUG

1. GAS AIR 통과하는데 주로 사용.

BALL

1. PLUG VALVE 일종으로 PLUG BALL 되어 있음.

2. 빠른 개폐를 요하는 곳에 사용

DIAPHRAGM

1.  부식성 화학약품이 통과하는 LINE 설치함.

2.  VALVE BODY에는 고무 또는 테프론으로 되어있음.

QUICKOPEN

1.  화재 발생시 발생되는 열에 의해서 자동적으로 차단됨

2.  BALL TANK 지역에 주로 설치.

ANGLE

1.  유체의 방향을 전환시킴.

2.  SIGHT GLASS(LEVEL GAUGE) 많이 설치함.

3.  안전밸브,체크밸브 역할을 .

NIDDLE

1. 소량의 유량을 엄밀하게 조절함.

FOOT

1. CHECK VALVE 비슷하며 반대흐름을 방지함.

FLOATING

1. 떠있는 FLOAT 의하여 일정한 LEVEL 액체가 찼을 개폐됨.(화장실)

 

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1) 개요

한쪽 방향의 흐름만을 허용하고 역류를 막는 밸브로 체크밸브는 원래 펌프가 정지하였을 때 파이프

라인의 물이 역 방향으로 배수되는 것을 방지하고, 때로는 하류에 있는 저장탱크가 고갈되는 것을

방지할 목적으로 개발되었다. 또한 체크밸브는 펌프의 역회전을 방지하므로 구동모터의 브러쉬기어

및 실(Seal)의 손상으로 인한 역 효과를 방지한다. 따라서, 체크밸브는 통상 펌프의 유출 쪽에 설치

한다.


2)특성


가) 체크 밸브는 신뢰성이 높아야 한다.

나) 때에 따라서는 약간의 누설을 허용하는 경우도 있다.

다) 압력강하 또는 흐름의 유형을 허트리는 일이 적고, 쉽게 열리고 유체를 완전히 통과시키는 것

이어야 한다.

라) 어느 정도 시트를 힘있게 밀어 붙여야만 실링이 가능하다.


마) 흐름이 정지되는 순간 밸브를 손상하거나 수격작용(Water Hammer)을 일으킴이 없이 급속히

폐지(Close)되어야 한다.


바) 가동 중 모든 흐름 중에서 시트, 디스크, 힌지핀(Hinge Pin) 등 부품이 손상되는 일이 없어야

한다.

사) 몸통에 유체 흐름 방향이 명시되어 있음으로 설치 작업 시 확인하는 것이 중요하다.


아) 배관시에 엘보우나 티 등 유체의 흐름이 바퀴거나 급격히 유로의 폭의 변화가 있는 곳은 피하여

야 하며 호칭경의 10배(최소 5배) 이상의 거리에 설치하여야 한다.


3) 체크밸브의 종류


가) Swing Type Disc Check Valves

스윙 체크밸브는 체크밸브 중에서 가장 많이 사용되는 형태로 디

스크가 몸통시트에 평면으로 접촉되며 암(Arm)과 로드핀(Rod Pin)

에 의해 디스크가 회전하면서 개폐가 이루 어지는 간단한 구조이

다.

이 형태는 제작하기가 비교적 쉬우면서 저압에서 고압까지, 소형에

서 대형까지 제작이 가능하며 압력 손실이 비교적 적은 장점이다.

그러나, 유체가 심하게 와류가 있는 곳에서는 디스크가 회전하여

분할핀(Split Pin)이 파손 되여 디스크 너트가 풀리거나, 또는 디스

크의 너트 연결부가 파손되어 라인 중에 돌아다니면서 엄청난 문

제를 이루 킬 수 있으므로 설계 시에 디스크와 너트부의 연결이

충분한 강도를 유지하도록 설계되어야 하며, 때에 따라 디스크의

회전을 방지할 수 있도록 하는 스톱퍼의 설치나, 디스크와 너트를

용접으로 체결하는 방법 등이 강구되어야 한다. 또한 이 형태는 디

스크가 몸통시트에 평면으로 접촉되므로 Close시에 높은 소음이

발생하거나 디스크의 체터링(Chattering)에 의해 소음이 발생할 수

있다. 이를 방지할 목적으로 Balance Weight형이 사용되기도 한

다. 가능한 수직배관(Vertical Line)에서는 사용하지 않은 것이 좋

다.



나) Tilting Type Disc Check Valves

틸팅 체크밸브는 로드핀(Rod Pin)에 의해서 디스크가 회전하면서

디스크가 몸통시트에 콘(Cone)형태로 접촉되면서 개폐가 이루어지

는 형태로 스윙 체크밸브 와 같이 저압에서 고압까지, 소형에서 대

형까지 다양하게 제작이 가능하여, 많이 사용되는 형태이다. 그러

나, 스윙체크 밸브에 비해서 제작이 어려워 가격이 고가이다. 이

형태는 스윙체크의 단점을 보완된 형태로 손상으로 문제가 될 수

있는 디스크의 너트와 암이 없으며, 몸통시트와 콘(Cone)상태로

개폐가 이루어지므로 Close시에 소음이 적으며, 디스크의 체터링

현상이 현저하게 적다.




다) Lift Type Disc Check Valves

리프트 체크밸브는 비교적 제작하기 쉬운 형태로써 글로브

밸브의 몸통형과 같은 유로와 디스크가 같은 형태로 실링성은 양

호하나 글로브밸브의 단점인 압력 손실이 많은 형태이다. 또한,

다른 형에 비해 디스크의 체터링(Chattering)에 의해 소음이 발생

할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 스프링 로딩형이나, 소프트시

트 등을 사용하는 경우가 있다. 또한, 수평배관(Horizontal Line)

에서만 사용되어야 한다. 리프트 체크밸브는 아래와 같은 여러 형

태로 분류가 가능하다.




a)몸통 형태에 따라서

a-1)T Type

a-2)Y Type

b)디스크 형태에 따라서

b-1)일반형(Plug, Flat Type 등)

b-2)구형(Ball Type)

b-3)Piston Type Disc

b-4)Spring Loading Type Disc



라) Screw Down Non-return Check Valves(Stop Check Valves)

스톱 체크밸브는 디스크를 고정하는 디스크 록크 너트(Disc Lock

Nut)가 없는 것을 제외하고는 글로브밸브와 같은 형태이다. 이 형

태는 강제로는 열 수가 없으나 닿은 수는 있는 형태이다. 또한,

열린 상태에서는 리프트 체크밸브의 기능을 갖는다. 글로브밸브와

리프트 체크밸브의 복합된 형태라 할 수 있다. 이 형태의 체크밸

브 종류는 글로브밸브와 동일하다.









마) Dual Plate(Butterfly) Check Valves

일명 나비체크밸브로 주로 소프트시트(Soft Seat)의 저압에서 많

이 사용되고 있다. 주로 Wafer형으로 제작된다. 어느 위치로의 배

관에서나 디스크 체터링 의한 소음이 적은 형태로 소프트시트는

실링성은 좋으나 고온에서의 사용이 어렵고, 고온용으로 메탈시트

가 사용되나 실링성이 떨어지는 결점이 있다. 또한, 고압용의 제작

은 어렵다.



바) Nozzle Check Valves

노즐 체크밸브는 비교적 최근에 개발된 체크밸브의 형태로 스프링

에 의해 디스크의 닫침이 빠르고, 밸브가 열릴 때에 유선형의 노즐

로 구성되어 우수한 압력 회복 특성을 갖고 있는 형태이다.





사) Foot Valves

푸트밸브는 펌프의 입구 측 하단부에 설치되는 체크밸브로 리프트

체크밸브의 형태를 갖추고 있으며, 펌프내부 유체의 손실을 방지하

기 위한 것으로 스트레이너가 붙어 있다.






아) Non-Slam Check Valves

체크밸브에는 일반적으로 제작하기가 쉬운 스윙 첵크밸브가 많이 사용되고 있으나, 디스크가 유량

의 흐름을 원활하게 하지 못하여 디스크의 떨림이 발생하고, 닫힘 시에 역압에 의해 디스크가 몸통

시트에 가하는 충격력으로 인하여 큰 소음이 발생한다. 이러한 단점을 보완하여 제작한 체크밸브를

논 슬람 체크밸브라고 하며 대표적인 것으로 Tilting Check Valve, Nozzle Check Valve, Dual

Plate Check Valve 등이 있다.


4) 보조기능

체크밸브의 본래의 기능에 부가하여 많은 기능을 요구하고 있다. "예"로 내부 및 외부에 Dash Pot

의 기구, 흡기관, 스프링 또는 동력 보조 기구로 계폐시간을 조절하고,인디게이터를 부착하여 위치

검출 기능이 있다. 조작 방법에는 압력 강하에 의해 라인의 압력을 피스톤에 주어 파이로트 조작으

로 밸브를 닫히려는 것, 또는 외부 제어 계통이 펌프의 정지에 의한 신호를 받아 밸브의 폐지 속도

를 조작하는 것이 있다. 이러한 밸브는 체크밸브 라기 보다는 조절 밸브와 흡사하다.

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글로브밸브 (Globe valve)



구상의 몸통 내에 격벽이 있어 이 몸통 시트면에 대하여 디스크를 상하 운동을 시킴으로서 유량을

제어한다.


1) 특성

가) 게이트밸브에 이어 배관용에 널리 사용되는 밸브다.

나) 대부분의 조절 밸브에 대한 기본으로 고 압력에 강하며, 유량 조절용으로 사용한다.

다) 2개소 이상이 직각으로 굽어지므로 마찰 손실이 크다.

라) 디스크의 형상에 따라 다양한 유량 특성을 갖는다.


2) 구조


가) 몸통형태

a) T형 : 가장 많이 사용되는 형태로 디스크가 시-트 오리피스에 대하여 수직으로 운동하는 글로

브밸브로 유체의 흐름이 직각으로 꺽끼며 흐름에 따라 압력손실이 크며, 트림의 손상과 패킹의

마찰력이 크고, 큰 작동 토-크가 요구되며, 또 소음의 원인이 된다.

b) Y형 : 시트와 밸브대가 이루는 각도가 약 45도로 유체의 흐름이 원활하게 되므로, T형 밸브

의 결점인 압력손실을 경감시킨다. 고압 및 가혹한 서비스에 많이 사용된다.

c) Angle형 : 90도 꺾어지는 형태로 유체가 통과하며, T형과 비교하여 균형이 잡힌 유체를 얻을

수 있다. 이 형태는 장착하는데 엘보우(Elbow)와 치환 할 수도 있다. 배출 조건이 유체역학 및

침식(Erosion)의 점에서 유리하기 때문에 많은 고 기술의 제어밸브가 이 형태를 가지고 있다.








나) 디스크 형태

디스크의 형태에 따라 다양한 유량특성이 나타나며, 주로 생산하는 Quick Open형의 디스크 형

태로는 아래와 같다.

a) Plug Type Disc : 글로브밸브의 디스크 형태로 가장 많이 사용되는 형으로 디스크 시트와 몸

통 시트의 접촉이 쐐기로 이루어지므로 실링성이 좋다. 제작시에 디스크와 몸통의 시트 각도를

약간은 상이하나, 각도 차이가 크면 선 접촉이 이루어져 디스크의 손상으로 누설의 원인이 되기

도 한다.

b) Flat Type Disc : 디스크와 몸통의 시트가 평면으로 접촉이 이루어지므로 플러그형에 비하여

실링성은 떨어지나 시트부를 수리하는 데는 유리하므로 선박용밸브에는 많이 채용하는 형태이다.

c) Needle Type Disc : 플러그형 디스크은 유량을 조절하는데 미세하게 조절이 어려우므로 디스

크의 형태를 바늘모양으로 뾰쪽하게 하여 미량의 유량 조절을 목적으로 하고 있다.


d) Ball Type Disc : 플러그형과 같이 디스크 시트와 몸통 시트의 접촉이 쐐기로 이루어지나, 디

스크 시트 형태를 볼 모양으로 되어 몸통시트에 선 접촉이 된다. 쐐기를 크게 하지 못하므로

플러그밸브에 비해 실링성이 떨어지며, 시트가 선 접촉으로 밸브의 수명이 짧다.


e) Cone Type Disc : 이 형태는 플러그형과 니들형의 중간 형태이다.


몸통과 덮개가 십자형태로 이루어지고, 디스크가 직선 유로에 대하여 직각으로 미끄러짐에 따라 밸

브가 완전히 열렸을 때 거의 배관 크기와 같은 유체 통로를 유지하는 밸브이다.



1) 특성

게이트밸브는 배관용 밸브로 가장 대표적인 제품이며, 광범위하게 사용되고 있다.


◆ 장점으로는

- 유체가 밸브 내부를 통과 시에 방향 및 단면의 변화가 없어 압력 손실이 적다.

- 비교적 제작이 용이하여 광범위(소형↔대형, 저압↔고압, 초 저온↔고온)하게 제작이 가능하다

- 부착 면간 거리가 짧으며, 핸들 조작이 가볍다.

- 양면 실링(Sealing)이 가능하므로 밸브를 설치 시에 방향성이 없다.

◆ 단점으로는

- 전 개폐(ON-OFF)용으로만 사용하고 조절용으로는 사용할 수 없다.

※ 반개 상태에서 사용하면 게이트의 배면에 와류가 생겨 유체저항이 크게 되어 밸브에 진동이 발

생 밸브 내면에 침식이 생길 위험이 있다.

- 밸브 높이가 높고, 리프트가 크므로 개폐하는 시간이 많이 걸린다.



2) 구조

게이트밸브의 몸통은 대소를 불문하고 두 개의 원통이 교차된 형상을 가지며 하나는 유체를 흘리

고 하나는 게이트를 수납한다.

게이트밸브에서는 2개의 주요부는 밸브대(Stem)와 게이트를 들어올리는 운동과 게이트 자신이다.


가) 밸브대와 게이트의 운동방법에 따라

a) Rising Stem : 밸브대 상승식은 밸브대의 작동부가 밖으로 나와 있어 이물질의 혼입 등의 염

려가 있으나, 작동부에 주유 등이 수월하고 개폐의 정도를 한눈에 알 수 있다.


• Inside Screw, Rising Stem(ISRS)형 ; 주로 소형, 저압(Class150 이하) 및 동합금밸브에 사

용되는 형태로 덮개의 속에 나사가 가공되어, 게이트를 물고 있는 밸브대의 나사와 작동하는 형.


• Outside Screw, Rising Stem형(OS&Y)형 ; 주로 고온, 고압 및 대형에 사용되는 형태로 슬리브

에 나사를 가공하여 요크에 조립하여, 게이트를 물고 있는 밸브대의 나사와 작동하는 형으로 발

전소용, 석유화학용 및 건축용에서 채택하고 있다.


b) Non-Rising Stem(NRS) : 밸브대 비상승식은 밸브대의 나사가 내측에 있어 외기와 접촉하지

않고 또 밸브대는 패킹부에서 회전하는 것으로 내외부로부터 패킹부에 이물질이 끼이는 위험이

적다. 주로 소형 동합금밸브에 사용되는 게이트 중앙부에 나사를 가공하는 형과 주로 대형 밸브

에 사용 Stem nut에 나사 가공하여 게이트에 끼워 사용하는 형이다. 이 형은 사용압력이 Class

150이하에서 사용되며, 좁은 공간에서 설치 및 작동이 용이하므로 수도용(지하 매설) 및 선박용밸

브에서 주로 채택하고 있다. 또한 이 형은 밸브가 외부에서 전개상태를 알 수 없으므로 인디게이

터(Indicator)를 설치하여야 한다.





나) 게이트(Gate)의 종류


a) Solid Wedge Gate : 게이트가 쐐기 형이며, 일체형으로 몸통의 시트 각도에 따라 게이트의

각도 변화가 불가능하므로 제작이 어려워 소형에서 많이 채택하며 누설 위험이 있다.

b) Flexible Wedge Gate : 게이트가 쐐기 형이며, 일체형으로 게이트의 외부에 홈을 넣어 탄력성

주어, 치수상의 오차나 시트 각도의 변화에 대하여 추종성이 좋아 대형 밸브에 많이 사용된다.

중앙부가 적으면 유연성이 클지라도 강도가 약해 영구 변형을 일으킬 위험이 따른다.

c) Tow Piece Wedge Gate : 게이트가 2쪽으로 각각의 반분의 시트에 대하여 자유롭게 대응하

는 구조로 소형에서 많이 채택되고 있다. 게이트가 분할된 조각이 과도하게 넓혀지는 것을 방지

하지 않으면 안 된다.

d) Double Disc Gate : 게이트가 2쪽으로 이루어져 평행면을 가진 반분씩의 디스크 사이의 쐐

기 면이 밸브대의 추력에 의해서 상호간 밀어 붙여 디스크를 넓혀 시트를 실링(Sealing)한다.

테이퍼를 붙인 쐐기는 디스크를 반분한 일부로 하여도 좋고, 또 분리된 부품으로도 좋다.





e) Parallel Slide Gate : 조작원리는 평행면을 가진 반분씩의 디스크의 사이에 스프링을 넣어

시트에 접촉시킨 상태에서 압력을 가하면 시트가 밀착되여 하류 측에서 밀봉(Seal)이 된다. 게이

트가 내려가는 것을 방지하고 회전하는 것을 방지하는 스톱퍼가 있어야 한다. 고온 고압용으로

많이 사용되며, 증기 서비스에 있어서의 대구경 게이트는 가열 상태에 있는 밸브를 누설이 없도

록 충분히 추력에 의해 닫혀 진 밸브가 냉각되면 시이트 사이가 수축되어 몸통을 가열하지 않으

면 열리지 않은 일이 있다. Parallel Slide Gate 이런 난점을 해소 한 것이다.


f) Through Conduit Gate : 게이트에 토관을 붙여 밸브가 열려 있을 때에 파이프와 같은 형태를

유지하는 것으로, 고온 고압용으로 평행면을 가진 반분씩의 디스크의 사이에 스프링을 넣어 시

트에 접촉시키는 형태(Parallel Slide Gate와 동일형)와 송유용으로 많이 사용되는 Slab형으로 게

이트를 솔리드로 하고 몸통 시트링에 “O”링과 스프링을 넣어 게이트 시트에 접촉시키는 방법이

있다.


g) Knife Gate : 펄프, Slurry 및 폐기물 계통의 점성이 높은 유체에 사용되는 형으로 게이트 끝

을 칼날 같이 하여 Close시에 유체를 절단하면서 닫는다.



오래된 차단 밸브를 교체할때, 흔히 마딱드리는 문제가 하나 있다. 볼밸브를 이용할 것인가? 아니면 게이트 밸브를 이용할 것인가 하는 문제이다.

물이나 유체는 원래 배관 시스템을 다양한 방면으로 망가뜨리게 되지만, 적절한 밸브를 선택하므로서 더욱 "천천히" 망가뜨리게는 할 수 있다. 어차피 시간이 흐르면 결국은 망가지는 것이므로, 망가지는 것을 "방지"할 수는 없고 "지연" 시키는 것이다. 



볼 밸브                  게이트밸브


볼 밸브를 사용하는것이 게이트 밸브를 사용하는 것에 비해 더욱 오랫동안 이용할 수 있고, 자잘한 문제를 덜 일으키는 등 성능이 월등히 우월하다. 
볼 밸브는 유체 흐름을 조절하기 위해 구멍이 난 유체를 이용하는데, 핸들이 밸브랑 평행하면 구멍이 열려 유체가 흐르고, 밸브를 1/4 정도 돌리면 구멍이 밸브와 직각을 이루면서 구멍이 닫혀 유체가 멈추게 된다. 볼 밸브는 몇년간 사용하지 않았어도 사용할 수 있어서 소위 굳어서 움직이지 않는 경우가 별로 없다.

게이트 밸브는 내부 축을 따라 게이트 즉 문이 열리고 닫히는 구조로 되어 있다. 축은 핸들에 나사형으로 연결되어 게이트를 올리고 닫으므로서 흐름을 조절한다. 게이트 밸브는 몇 가지 단점이 있는데, 그 중 가장 큰 문제는 시간이 흐름에 다라 게이트를 조절하는 축이 고장난다는 점이다. 이것은 게이트가 특정위치에 걸려 열거나 닫히지 않게 된다는 뜻이다. 또하나 문제점은 오랫동안 잠근 체 사용하지 않으면, 열리지 않는다는 점이다. 만약 열었다 하더라도 보통은 새기 시작한다. 하지만 명심해야 할 점은 아직도 계량계 앞뒤 라던가 하는 특정 부분에서는 게이트 밸브가 필요하다. 왜냐하면, 볼밸브는 1/4만 돌려도 쉽게 잠기게 되고, 이렇게 빨리 잠기게 되면 집안에서 돌고 있는 물이 워터 해머(갑작스럽게 유체의 한부분이 멈추거나 부딪혀서 나는 현상)현상이 일어나 어딘가의 문제를 일으킬 수 있기 때문이다. 물론 이런일은 그렇게 잘 발생하는 일은 아니며, 아마도 크게 고려할 사항은 아니다.

위 이야기는 일반적인 볼/게이트 밸브 이야기 이며, 가정용 위주로 기술하였으나, 대형 플랜트 시장에서도 그 특성은 크게 다르지 않아 기술해 본다.




밸브

카테고리 없음2012. 1. 13. 09:57

relief valve
압력의 증감에 따라 Valve의 open, close가 비례된다.( water & Oil line 에 사용)

Safety Valve
압력이 일정 한계에 이르면 Full Open 되고, 압력이 내려가면 Close된다. ( Gas & Steam Line에 사용)