4개의 공 조임
가장 중요한 시트 밀봉재는볼 밸브폴리테트라옥시에틸렌(PTFE)은 거의 모든 화학 물질에 민감하고 마찰 계수가 낮으며 성능이 안정적이고 노화가 쉽지 않으며 적용 온도 범위가 넓고 밀봉 성능이 우수한 종합적인 특성을 가지고 있습니다. 그러나 PTFE의 물리적 특성, 특히 높은 열팽창 계수, 저온 유동에 대한 민감성, 낮은 열전도율로 인해 밸브 시트 씰 설계 시 이러한 특성에 특히 주의해야 합니다. 밸브 시트 씰의 플라스틱 재질에는 PTFE, 나일론 등 다양한 재료가 포함됩니다. 하지만 씰링 재료가 경화되면, 특히 저압 차이의 경우 씰의 신뢰성이 저하될 수 있습니다. 또한 부틸 고무와 같은 합성 고무도 밸브 시트 씰링 재료로 사용할 수 있지만, 적용 매체 및 온도 범위가 제한적입니다. 게다가 윤활이 부족한 매체에서는 합성 고무를 사용할 경우 볼이 고착될 가능성이 있습니다.
고온, 고압, 강한 내식성, 긴 수명 등 산업 현장의 요구 조건을 충족하기 위해 지난 10년간 금속 밀봉 볼 밸브가 크게 발전해 왔습니다. 특히 미국, 이탈리아, 독일, 스페인, 네덜란드 등 선진 산업 국가에서는 볼 밸브의 구조가 지속적으로 개선되어 용접형 직매형 볼 밸브, 리프팅 볼 밸브, 장거리 파이프라인 및 석유 정제 설비 등에 사용되는 볼 밸브 등이 개발되었습니다. 대구경(3050mm), 고압(70MPa), 광범위 온도 범위(-196~8159°C)의 볼 밸브가 등장하면서 볼 밸브 기술은 새로운 수준에 도달했습니다.
5. 볼 밸브 설계 및 제조
밸브 산업에 CAD(컴퓨터 지원 설계), CAM(컴퓨터 지원 제조) 및 FMS(유한 관리 시스템)가 적용됨에 따라 볼 밸브의 설계 및 제조는 완전히 새로운 차원으로 발전했습니다. 이는 밸브 설계 계산 방식을 혁신적으로 변화시켰을 뿐만 아니라, 전문 기술 인력의 반복적이고 고된 설계 작업을 줄여 기술자들이 제품 성능 향상 및 신제품 개발에 더욱 집중할 수 있도록 했습니다. 또한 신제품 연구 개발 주기를 단축하고 전반적인 노동 생산성을 향상시켰습니다. 특히 리프팅 로드형 금속 밀봉 볼 밸브의 연구 개발 과정에서 CAD/CAM을 적용하여 컴퓨터 지원 설계 및 컴퓨터 지원 CNC 공작 기계로 제작된 광폭 로드 스파이럴 플랫을 개발했는데, 이는 금속 밀봉 볼 밸브로서 개폐 과정에서 긁힘이나 마모가 발생하지 않아 볼 밸브의 밀봉 성능과 수명이 크게 향상되었습니다. 볼 밸브가 완전히 열렸을 때 유동 저항이 매우 작아 거의 0에 가깝기 때문에, 동일 직경의 볼 밸브는 파이프라인 청소가 용이하여 석유 및 가스 파이프라인에 널리 사용됩니다. 볼 밸브의 볼은 개폐 과정에서 마모되기 때문에 대부분의 볼 밸브는 부유 고형 입자가 있는 유체에도 사용할 수 있습니다. 밀봉 링의 재질에 따라 분말 및 과립형 유체에도 사용 가능합니다.
6. 볼 밸브 적용 사례
볼 밸브는 일반적으로 고무, 나일론, 폴리테트라옥시에틸렌(PTFE) 등을 밸브 시트 밀봉 링 재질로 사용하기 때문에 사용 온도는 밸브 시트 밀봉 링 재질에 따라 제한됩니다. 볼 폭의 차단 효과는 유체의 작용으로 플라스틱 밸브 시트 사이에 있는 금속 볼이 서로 압착되면서 얻어집니다(플로팅 볼 밸브). 일정한 접촉 압력 하에서 밸브 시트 밀봉 링은 일부 영역에서 탄성 및 소성 변형을 일으킵니다. 이러한 변형은 볼의 제조 정밀도 및 표면 조도를 보정하여 볼 밸브의 밀봉 성능을 보장합니다.
또한, 볼 밸브의 시트 밀봉 링은 일반적으로 플라스틱으로 제작되므로, 볼 밸브의 구조와 성능을 선택할 때 내화성 및 화재 방지 성능을 고려해야 합니다. 특히 석유, 화학, 야금 등의 산업 분야에서는 가연성 및 폭발성 매체를 사용하는 장비 및 배관 시스템에 볼 밸브를 설치할 때 내화성 및 화재 예방에 더욱 주의를 기울여야 합니다.
일반적으로 볼 밸브는 2단 위치 조절, 엄격한 밀봉 성능, 진흙, 마모, 배관 막힘 현상 방지, 빠른 개폐 동작(1/4회전 개폐), 고압 차단(큰 압력 차이), 저소음, 캐비테이션 및 기화 방지 등의 장점을 가지며, 대기 누출량이 적고 작동 토크가 작으며 유체 저항이 낮은 배관 시스템에 적합합니다.
볼 밸브는 구조가 가볍고, 압력 차단이 낮으며(압력 차이가 작음), 부식성 유체를 사용하는 배관 시스템에도 적합합니다.
볼 밸브는 저온(극저온) 장치 및 파이프라인 시스템에도 사용할 수 있습니다.
야금 산업의 산소 파이프라인 시스템에서는 엄격한 탈지 처리를 거친 볼 밸브가 필요합니다.
석유 및 가스 파이프라인의 주요 배관을 지하에 매설해야 할 경우, 전체 직경의 용접 볼 밸브가 필요합니다.
성능 조절이 필요한 경우에는 V자형 개구부를 갖춘 특수 구조의 볼 밸브를 선택해야 합니다.
석유, 석유화학, 화학, 전력 및 도시 건설 분야에서 금속 대 금속 밀봉 볼 밸브는 작동 온도가 200°C를 초과하는 배관 시스템에 사용할 수 있습니다.
볼 밸브 적용의 7가지 원칙
석유 및 천연가스 파이프라인, 세척이 필요하고 지하에 매설되는 파이프라인에는 전통통형 및 전용접형 볼 밸브를 사용합니다. 지하 매설 파이프라인의 경우 전통통형 용접 또는 플랜지형 볼 밸브를 선택하십시오. 분기관의 경우 플랜지 연결, 용접 연결, 전통통형 또는 축소 직경 볼 밸브를 선택하십시오.
정제유의 운송 파이프라인 및 저장 설비에는 플랜지형 볼 밸브를 사용하십시오.
도시가스 및 천연가스 배관에는 플랜지 연결부와 내부 나사 연결부를 갖춘 플로팅 볼 밸브를 사용하십시오.
야금 시스템의 산소 배관 시스템에는 엄격한 탈지 처리를 거친 플랜지 연결 방식의 고정형 볼 밸브를 사용해야 합니다.
저온 배관 시스템 및 장치에는 보닛이 있는 저온용 볼 밸브를 사용해야 합니다. 정유 설비의 촉매 분해 장치 배관 시스템에는 리프터형 볼 밸브를 선택할 수 있습니다.
화학 시스템에서 산이나 알칼리와 같은 부식성 매체를 사용하는 장비 및 배관 시스템에는 오스테나이트 스테인리스강으로 제작되고 시트와 씰링 링은 폴리테트라옥시에틸렌으로 구성된 전체 스테인리스강 볼 밸브를 사용하는 것이 좋습니다.
금속 대 금속 밀봉 볼 밸브는 야금 시스템, 발전 시스템, 석유화학 설비 및 도시 난방 시스템과 같은 고온 매체용 배관 시스템 또는 장치에 사용할 수 있습니다.
유량 조절이 필요한 경우, V자형 개구부를 가진 웜기어 구동식, 공압식 또는 전기식 볼 밸브를 선택할 수 있습니다.