소개
볼 밸브는 유체 흐름을 조절하는 장비의 필수 부품으로 많은 산업에서 널리 사용됩니다. 속이 비어 있고 구멍이 뚫린 볼이 회전하여 흐름을 열거나 닫는 기본 구조로 인해 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 볼 밸브의 다양한 유형과 고압, 고온 또는 유량 제어 등 주어진 용도에 적합한 밸브의 유형을 아는 것이 중요합니다.
플로팅 볼 밸브부터 트러니언 볼 밸브까지, 거의 모든 특정 용도에 맞는 볼 밸브를 찾을 수 있습니다. 이 기사에서는 볼 밸브의 기본 요소에 대해 설명하고 가장 많이 사용되는 유형을 설명하며 올바른 밸브를 선택하는 데 도움을 드립니다. 이 과정에서 볼 밸브의 구조, 구성 요소 및 특정 용도에 대해서도 논의하여 이 필수 도구에 대한 전체 그림을 제공합니다.
주요 구성 요소: 볼 밸브의 부품 분석
볼 밸브를 구성하는 몇 가지 하위 어셈블리가 있으며 각 어셈블리에 대한 간략한 설명과 그 용도에 대해 설명합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:
밸브 본체: 밸브 본체는 모든 내부 부품을 상대적으로 물리적 손상과 기술로부터 보호하는 외부 쉘 역할을 합니다. 스테인리스 스틸, 탄소강 또는 황동으로 제작되어 보강은 물론 압력, 열, 녹에 대한 높은 내성을 갖추고 있어 열악한 산업 환경에서도 내구성을 제공합니다.
공: 중앙에 관통 구멍이 있는 구형 부분으로 흐름을 제어합니다. 매우 쉽게 구를 수 있도록 설계되었으며, 공은 일반적으로 높은 압력과 온도 조건에 대처할 수 있도록 스테인리스 스틸 또는 다른 유형의 단단한 금속으로 제작됩니다.
밸브 시트: 구형 밸브 시트는 볼과 밸브 본체 사이의 주요 밀봉 인터페이스이며 누출을 방지하는 밀폐 기능을 합니다. 일반적인 사용에는 유연성 때문에 PTFE(테프론)를 권장하고 고온, 고압 및 마모성 서비스에는 금속 시트를 사용하는 것이 좋습니다.
밸브 스템: 밸브 스템은 볼과 핸들 또는 액추에이터를 연결하여 컴팩트한 본체를 제어하거나 회전시켜 적절한 기능을 수행하는 회전축입니다. 누출 방지 기능이 있어야 하고 마모를 견딜 수 있어야 하며, 일부는 특정 작업 환경에 필요한 안전 및 신뢰성 요구 사항을 충족하기 위해 부식이 없는 재질로 제작되고 파열 방지 기능이 있는 것도 있습니다.
핸들 또는 액추에이터: 밸브 핸들 또는 액추에이터에는 밸브를 열거나 닫을 수 있는 옵션이 제공됩니다. 수동 핸들은 기본이며 소규모 시스템에 적합하고, 전기, 공압 또는 유압 액추에이터는 자동으로 정밀하게 작동하며 효율적이므로 정밀도와 신뢰성이 필요한 대규모 작업에 유용합니다.
보닛 또는 커버: 내부 부품을 보호하고 상단 입구 볼 밸브 또는 분할 바디 밸브 구조에 대한 서비스 액세스를 제공합니다.
씰 및 개스킷: 이러한 작은 부품은 시스템의 주요 부분은 아니지만 다른 부품 사이의 틈새로 인한 누출을 방지하는 역할을 합니다. 일반적으로 고무, PTFE 또는 금속으로 제작되며, 밸브에 가해지는 압력, 온도 또는 화학적 영향과 관련하여 안정적인 성능을 보장하고 까다로운 조건에서도 밸브의 강도를 유지합니다.
이러한 구성 요소를 통해 볼 밸브는 유연하고 내구성이 뛰어나며 아래에서 설명하는 다양한 산업에서 사용하기에 적합합니다.
볼 밸브 유형 살펴보기
볼 밸브는 유체를 정확하고 신뢰할 수 있게 제어하기 때문에 산업 시스템에서 중요한 구성 요소입니다. 특정 공정에 적합한 볼 밸브를 선택하려면 다양한 볼 밸브를 포함한 여러 유형의 볼 밸브에 대한 지식을 갖추는 것이 중요합니다. 구조, 흐름 경로, 씰링 메커니즘 및 작동 방식에 따라 특정 작동 요구 사항에 따라 밸브를 분류할 수 있습니다. 이 백서에서는 현장 전문가들의 혼란을 해소하기 위해 다양한 유형의 볼 밸브에 대한 자세한 분석을 제시하는 것을 목표로 합니다.
구조별 분류
플로팅 볼 밸브
플로팅 볼 밸브에서 볼은 밸브 시트 이외의 밸브의 다른 부분과 접촉하지 않으며 압력이 가해질 때 약간 위아래로 움직일 수 있습니다. 이러한 움직임으로 볼이 다운스트림 시트에 단단히 밀착할 수 있습니다. 이러한 특징과 상대적으로 저렴한 가격으로 인해 저압 및 중압 시스템과 소형 파이프 라인에 널리 적용됩니다. 예를 들어, 이러한 밸브는 일반적으로 급수 시스템이나 난방 네트워크에 사용됩니다.
트러니언 볼 밸브
트러니언 볼 밸브는 볼의 상단과 하단에 기계식 지지대인 트러니언이 있습니다. 이러한 지지대는 시트 마모를 최소화하고 고압 및 대구경 파이프 라인에 이상적인 밸브입니다. 트러니언 밸브는 일반적으로 시스템 압력이 500bar 이상인 석유 및 가스 등의 산업에서 사용됩니다. 수명이 길고 열악한 조건에서 오랫동안 잘 작동할 수 있습니다.
탄성 볼 밸브
이 밸브는 약간의 탄성을 가진 볼이 내장되어 있으며 일반적으로 고온 및 고압 서비스에 사용됩니다. 탄성 특성으로 인해 프리로드 씰링이 가능하므로 발전소 및 화학 처리 산업과 같은 열악한 조건에서 사용하기에 적합합니다.
V-포트 볼 밸브
V 포트 밸브는 볼에 V자형 개구부가 있으며 유량 제어 및 스로틀링 서비스에 이상적입니다. 화학 물질을 다루는 산업에서 유량을 제어할 수 있기 때문에 유량을 제어해야 하는 곳에서 사용됩니다.
이러한 밸브는 흐름의 전환, 병합 또는 전환을 허용하는 T자형 또는 L자형 구조로 제공됩니다. 일반적으로 물 공급 또는 다상 시스템과 같이 가역적인 흐름 경로를 가진 시스템에 사용됩니다.
4방향 볼 밸브
이러한 유형의 밸브는 4개의 유량 경로를 가지며 제한된 공간에서 다방향 제어가 필요한 복잡한 유체 제어 시스템에 이상적입니다.
| 유형 | 주요 기능 | 적용 가능한 산업 |
| 플로팅 볼 밸브 | 압력을 받으면 공이 떠서 씰을 형성하는 심플한 디자인 | 수처리, HVAC, 일반 산업용 파이프라인 |
| 고정 볼 밸브 | 볼은 상단 및 하단 베어링으로 지지되며 고압, 대구경 시스템에 적합합니다. | 석유 및 가스, 석유화학 산업, 고압 파이프라인 |
| 탄성 볼 밸브 | 볼에 탄성이 있으며, 사전 로드 씰링이 있습니다. | 발전, 화학 처리, 고온/고압 시스템 |
| V-포트 볼 밸브 | 정밀한 흐름 제어를 위한 볼의 V자형 입구 | 화학 산업, 제약 산업, 펄프 및 제지 산업 |
| 3방향 볼 밸브 | T형 또는 L형 설계, 흐름 전환 또는 병합 가능 | 수처리, 식품 산업, 공정 제어 시스템 |
| 4방향 볼 밸브 | 4개의 흐름 경로, 복잡한 유체 분배 지원 | 석유화학, 프로세스 자동화, 복잡한 다중 유체 시스템 |
흐름 경로별 분류
스트레이트 스루 볼 밸브
이 밸브는 직통 유량을 제공하므로 유량 저항과 압력 손실이 적습니다. 스트레이트 스루 밸브는 물이나 가스 파이프 라인과 같이 높은 유량을 보장해야 하는 시스템에 사용하기에 적합합니다.
3방향 볼 밸브
앞서 언급했듯이 이러한 밸브는 여러 흐름 경로를 제공하며, 운영자는 흐름을 쉽게 변경하거나 결합할 수 있습니다. 예를 들어, T 포트 밸브는 두 가지 유체를 혼합할 수 있고, L 포트 밸브는 두 채널 간의 흐름을 전환할 수 있습니다.
앵글 볼 밸브
이 밸브는 각진 유로를 가지고 있으며 파이프 라인이 구부러지거나 공간이 제한된 시스템에서 일반적으로 사용됩니다.
| 유형 | 주요 기능 | 적용 가능한 산업 |
| 스트레이트 스루 볼 밸브 | 선형 흐름 경로, 최소한의 저항 | 가스 운송, 수처리, 산업용 유체 운송 |
| 3방향 볼 밸브 | T형 또는 L형 경로, 유연한 흐름 전환 기능 | 화학 산업, 식품 가공, 산업용 유체 취급 |
| 앵글 볼 밸브 | 각진 흐름 경로, 컴팩트한 배관 레이아웃에 적합 | 특수 산업 장비, 실험실 설정 |
씰링 메커니즘별 분류
소프트 시트 볼 밸브
이 밸브는 PTFE 또는 기타 폴리머와 같은 부드러운 재질로 만들어진 씰링 표면을 사용합니다. 매우 우수한 밀봉 기능을 제공하지만 일반적으로 저온에서 중간 온도(최대 ~200°C) 및 비부식성 유체에 적합합니다. 식품 생산 및 의약품 제조와 같은 분야에서 널리 사용됩니다.
금속 시트 볼 밸브 설계는 고온 및 고압 애플리케이션에 사용되며 400°C 이상의 온도에서 작동할 수 있습니다. 화학 처리 및 발전 산업과 같이 유체가 마모성이거나 부식성이 있는 곳에서 사용됩니다.
금속 시트 볼 밸브 설계는 고온 및 고압 애플리케이션에 사용되며 400°C 이상의 온도에서 작동할 수 있습니다. 화학 처리 및 발전 산업과 같이 유체가 마모성이거나 부식성이 있는 곳에서 사용됩니다.
| 씰링 유형 | 주요 기능 | 적용 가능한 산업 |
| 소프트 시트 볼 밸브 | PTFE와 같은 소재로 제작된 씰, 뛰어난 씰링 성능 | 식품 및 제약 산업, 경공업, 저온 애플리케이션 |
| 금속 시트 볼 밸브 | 금속 씰, 고온, 고압 및 마모성 매체를 견딤 | 화학 산업, 발전, 고온 유체 운송 |
작동 방식별 분류
수동 볼 밸브
수동 밸브는 일반적으로 손잡이나 바퀴로 열거나 닫으며 압력이 높지 않은 소규모 시스템에 가장 적합합니다. 주거용 및 교통량이 적은 상업용 건물에서 흔히 볼 수 있습니다.
이 밸브는 압축 공기로 작동하며 빠르게 작동하고 매우 안정적입니다. 공압 밸브는 완전 자동화된 애플리케이션에 사용되며 주로 제조 공장이나 고주기 애플리케이션에 사용됩니다.
이 밸브에는 전기 액추에이터가 있어 원격으로 작동하는 시스템에서 사용하기에 매우 정확하고 전산화되어 있습니다. 따라서 프로세스 자동화에 잘 맞으며 효율성과 신뢰성이 매우 높습니다. 이 밸브는 높은 정밀도, 사용 편의성, 복잡한 유량 제어가 요구되는 정유, 대형 HVAC 시스템 및 화학 처리 애플리케이션에 널리 사용됩니다.
유압 볼 밸브
이 밸브는 유압 액추에이터로 작동하며 유압 발전소나 기계와 같은 장비와 같은 고압 애플리케이션에 이상적입니다.
볼 밸브의 각 분류에는 유연성과 작동 시 특별한 이점이 설명되어 있습니다. 예를 들어, 트러니언 볼 밸브는 고압 서비스에 이상적이며 소프트 시트 밸브는 차단 요구 사항이 높은 저압 서비스에 이상적입니다. 이러한 분류는 전문가가 시스템의 기술 및 환경 요구 사항에 맞는 결정을 내리는 데 도움이 됩니다. 이러한 구조화된 지식은 성능 및 비용 효율성 요구 사항을 충족하는 밸브를 선택하는 데 도움이 됩니다.
| 작동 유형 | 주요 기능 | 적용 가능한 산업 |
| 수동 볼 밸브 | 손잡이로 작동하며 간단하고 비용 효율적입니다. | 소형 산업 장비, 주거용 파이프라인 |
| 공압 볼 밸브 | 압축 공기로 구동되며 빠르고 안정적입니다. | 자동화 제조, 식품 가공 |
| 전동 볼 밸브 | 전동 액추에이터, 원격 및 정밀 제어 지원 | 석유화학, HVAC, 자동화 산업 시스템 |
| 유압 볼 밸브 | 유압 시스템으로 구동, 극한의 압력에 적합 | 유압 기계, 채굴 장비 |
필요에 맞는 볼 밸브 선택하기: 고려해야 할 주요 요소
볼 밸브의 선택은 최고의 성능, 신뢰성 및 효율성을 달성하기 위해 다음 요소에 따라 달라집니다. 다음은 주요 고려 사항입니다:
중간 특성
취급하는 유체 또는 가스의 특성은 매우 중요합니다. 희석된 산, 바닷물 또는 폐수와 같은 산성 환경에서는 부식성 환경에 대한 내성을 지닌 스테인리스 스틸 또는 하스텔로이를 사용하는 것이 바람직합니다. 비부식성 매체의 경우 탄소강 또는 황동을 사용하여 더 저렴한 옵션을 제공할 수 있습니다. 또한 매체에 입자가 많거나 마모성이 있는 경우 조기 고장을 방지하고 낮은 압력 상황을 수용하기 위해 밸브 설계를 수정해야 할 수 있습니다.
작동 압력 및 온도
이 시스템이 적용되는 압력과 온도에 대해 생각해 보세요. 트러니언 장착 볼 밸브는 고성능 특성으로 인해 10,000psi 이상의 고압 애플리케이션에 사용됩니다. 마찬가지로 400°F(204°C) 이상의 고온 애플리케이션에서는 더 나은 밀봉과 긴 서비스 수명을 위해 금속 대 금속 볼 밸브가 필요합니다.
밸브 본체 및 시트 재질
밸브 본체와 시트 재질은 장비의 작업 환경과 유사해야 합니다. PTFE는 편안하게 앉을 수 있는 범용 소재이지만 고온에서는 성능이 저하됩니다. 반면 금속 시트는 높은 사용 조건에서 우수한 성능을 제공합니다. 항상 소재 선택과 작업 매체 및 시스템의 특성을 올바르게 연관시켜야 합니다.
작동 방법
볼 밸브의 작동 방법을 선택하는 것은 시스템 요구 사항, 제어 정확도, 환경 및 비용에 따라 결정됩니다. 수동 작동은 저렴하고 구현하기 쉬우며 주거용 급수관이나 간단한 산업 용도와 같은 저압 및 저빈도 애플리케이션에 가장 적합합니다. 단점은 높은 토크를 요구하거나 반복적으로 사용하는 경우 수동 볼 밸브가 비효율적일 수 있다는 것입니다.
공압식 작동은 빠르고 가벼우며 병입 라인 및 제조 생산 라인과 같이 사이클이 많은 애플리케이션에 이상적입니다. 전기식 작동은 공압식 시스템보다 느리지만 외부 공기 압축기가 필요하므로 시스템이 더 복잡해집니다. 특히 자원이 부족하거나 공간이 제한된 상황에서는 이 요소를 잘 평가해야 합니다.
석유 및 가스 파이프라인이나 해양 플랫폼과 같이 고압이 필요하거나 매우 높은 토크가 필요한 경우 유압식 작동은 의심할 여지 없이 최고의 솔루션입니다. 유압 시스템은 복잡한 상황에서도 강력한 전원 백업을 제공하여 시스템의 내구성을 보장합니다. 그러나 이러한 설계는 일부 단순한 설계보다 유지보수 및 설치 비용이 더 높습니다.
전기 액추에이터는 화학 제조, 수처리 플랜트 및 HVAC 시스템에서 사용하기 위해 프로그래밍할 수 있는 정확성과 기능으로 인해 선호됩니다. 원격 제어 및 자동화에 사용되는 전동 액추에이터는 높은 정확도와 장기적인 안정성이 요구되는 공정에 이상적입니다.
하지만 전기식 작동은 공압식 시스템보다 느리고 일정한 전원이 필요하므로 정전 시 백업 시스템이 필요합니다.
작동 요구 사항, 응답 시간, 제어 정확도 및 비용 요소의 평가를 통해 주어진 애플리케이션에서 볼 밸브 시스템의 최상의 성능과 안정성을 달성하는 데 가장 적합한 작동 방법을 선택할 수 있습니다.
설계 및 설치 요구 사항
마지막으로 구조 설계 및 설치 요구 사항을 평가하세요. 상단 입구 밸브는 정비가 쉽지만, 고객은 설치 시 플랜지 또는 나사산 연결을 선호하는 경우가 많습니다. 또한 공간 제약으로 인해 시스템에 소형 밸브가 사용되는 경우도 있습니다.
흐름 요구 사항
유량은 매우 중요합니다. 표준 포트 볼 밸브를 포함한 전체 포트 밸브는 압력 손실이 적은 유체의 자유로운 흐름을 가능하게 하므로 유량 우선 순위가 가장 높은 시스템에 가장 적합합니다. 더 작은 포트 밸브는 가격은 저렴하지만 약간의 유량 제한을 가져와 중간 정도의 사용에 이상적입니다.
이러한 요소를 잘 이해하면 운영 요구 사항에 적합하고 시스템에서 안정적이고 효율적이며 비용 효율적인 볼 밸브를 선택할 수 있습니다.
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결론
산업 공정에서 볼 밸브의 성능을 향상시키려면 다양한 유형의 볼 밸브와 밸브를 구성하는 부품을 아는 것이 중요합니다. 플로팅 볼 밸브는 유연한 유형의 볼 밸브이고 트러니언 볼 밸브는 강력한 유형의 볼 밸브로, 각각 특정 용도에 맞는 고유한 특징을 가지고 있습니다. 애플리케이션의 요구 사항, 내식성, 고압 처리 또는 유지 보수 용이성에 따라 작업에 적합한 볼 밸브가 있습니다.
재료, 유량 요구 사항 및 시스템 압력을 고려하면 작업에 적합한 밸브를 쉽게 선택할 수 있습니다. 고품질의 신뢰할 수 있는 볼 밸브 제품이 필요한 경우, VINCER800개 이상의 성공 사례를 보유한 전문 액추에이터 밸브 제조업체인 ㈜에이텍은 시스템이 최적의 성능을 달성할 수 있도록 다양한 옵션과 전문적인 지원을 제공합니다. 볼 밸브는 유체 제어 시스템의 필수 구성 요소이며 필요한 분야에서 효율성, 안정성 및 정확성으로 인해 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
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