제4장_밸브의_선정
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설비에서 밸브의 선정은 매우 중요하다 설비의 수명 가동률 작업환경 등이 밸브의 선정에서 좌우. , ,
될 수도 있다 그러나 밸브 제작자는 고객이 이미 선정된 내용에 의해 제작하는 경우가 대부분이다. , .
밸브의 선정에는 차적으로 아래 사항이 고려되어야 한다1 .
적용 규격ㆍ
유체의 종류ㆍ
유량ㆍ
사용 온도ㆍ
사용 압력ㆍ
경제성ㆍ
사용 빈도ㆍ
환경 설치장소 진동 주위 온도 등이 경험과 자료에 의해 선정되어야 한다( , , ) .ㆍ
밸브 구경을 결정하는 요소는 배관에 필요로 하는 적절한 유량을 흐를 수 있도록 하는 것으로 이◇
기준은 유량계수 이다 이 계수는 각각 밸브 상수로서 밸브 크기결정에 매우 중요한 요소이다(Cv) . .
유량계수는 의 물이 밸브 출입구의 차압을 유지시키며 흐를 때 그 유60F(15 ) 1PSIG(0.07 f/ )◇ ℃ ㎏ ㎠
량 을 가진 값이다(gal/min) .
호칭경 유량계수 의 밸브별 비교표4" Class150 (Cv) .◇
Gate Valve Globe Valve Swing Check Valve Ball Valve
1,290 190 510 2,110
밸브가 압력용기나 파이프에 연결되는 방법에 따라 아래
와 같이 구분할 수 있다.
기계적 접속1)
가 종류)
형a) Flange : Flat Face, Raised Face, Ring Type
등Joint, Groove, Male & Female .
압력에 따라 형태를 적절하게 선택 사용.∙
나사식b) ; 호칭 이하 소형 및 저압 밸브에 사용4" .∙
유니온형c) ; 소형 청동 밸브에 사용.
나 장단점)
밸브의 설치 보수 교환 등이 유리하다a) , , .
접속부분에 누설 염려가 있다b) .
TONGUEFLANGE
FLAT FACE
RAISED FACE
RING JOINT FACE MALE
GROOVE
FEMALE
BUTT WELD
SOCKET WELDTHREAD
용접 접속2)
가 종류)
a) Butt Weld ; 호칭 이상에 주로 사용2½" .∙
소형 밸브b) Socket Weld( ) ; 호칭 이하 소형에2"∙
주로 사용.
나 장단점)
발전 플랜트 등의 고온 고압라인을 장기간에 걸a) ,
쳐서 연결부를 무보수와 무누설을 유지하는데 바
람직하다.
압력에 따라 밸브 부의 가 결정End Sch. No. .※
합금강은 용접 예열 및 후 열처리가 필요하다b) .
용접시 밸브의 시트면이 용접 열에 의한 변형을 방지할 수 있도록 하여 한다c) .
설치 수리 및 교환이 어렵다d) , .
밸브의 재료는 사용 온도와 유체 종류에 따라 엄격히 선별하지 않으면 밸브의 수명에 치명적일 수 있
으며 때로는 엄청난 사고의 원인이 될 수 있으므로 심중이 조건을 고려하여 선정하지 않으면 안 된다, .
1) Shell(Body/Bonnet)
밸브의 근간이 되는 재료로 아래 표는 온도에 따라 사용조건이며 부식에 따른 조건은 별도로 고려되
어야 한다.
온도구간(Service
Temperature)
NominalDesignation
재 료(Material Specification)
ASTM KS
주 조 단 조 주 조 단 조
-29 to 427℃ ℃ Carbon Steel A216-WCB A105 D4107-SCPH2 D4051-SM25C
-29 to 468℃ ℃ C-½Mo A217-WC1 A182-F1 D4107-SCPH11 D4123-F1
-29 to 593℃ ℃1¼Cr-½Mo A217-WC6 A182-F11 D4107-SCPH31 D4123-F11
2¼Cr-1Mo A217-WC9 A182-F22 D4107-SCPH32 D4123-F22B
-29 to 649℃ ℃
5Cr-½Mo A217-C5 A182-F5a D4107-SCPH62 D4123-F5D
9Cr-1Mo A217-C12 A182-F9 - D4123-F9
9Cr-1Mo-N A217-C12A A182-F91 -
-29 to 800℃ ℃ 18Cr-10Ni-Cb A351-CF8C A182-F347 -
-46 to 343℃ ℃ Carbon Steel A352-LCB A182-LF2 D4111-SCPL1
-59 to 343℃ ℃ C-½Mo A352-LC1 - D4111-SCPL11
-73 to 343℃ ℃ 2½Ni A352-LC2 - D4111-SCPL21
-101 to 343℃ ℃ 3½Ni A352-LC3 A182-LF3 D4111-SCPL31
-196 to 538℃ ℃ 18Cr-8Ni A351-CF8 A182-F304 D4103-SSC13 D4115-STSF304
온도구간(Service
Temperature)
NominalDesignation
재료(Material Specification)
ASTM KS
주조 단조 주조 단조
-196 to 427℃ ℃ 18Cr-8NiLow Carbon A351-CF3 A182-F304L D4103-SSC19 D4115-STSF304L
-196 to 538℃ ℃ 18Cr-9Ni-2Mo A351-CF8M A182-F316 D4103-SSC14 D4115-STSF316
-196 to 427℃ ℃ 18Cr-9Ni-2MoLow Carbon A351-CF3M A182-F316L D4103-SSC16 D4115-STS316L
-29 to 150℃ ℃ 20Cr-29Ni-Cu-Mo A351-CN7M B473
-29 to 120℃ ℃
Bronze B62-No836 D6002-BC6
AluminumBronze B148-No955 D6015-AlBrC2
상기 최고 사용온도는 로 상세한 내용은 를 참조 할 것Standard Class ASME B16.34 .※
볼트 너트2) / (Bolt/Nut)
가 덮개 볼트 너트) /
덮개 볼트 너트는 과 함께 압력 유지 부품으로 의 재질에 따라 아래 표와 같이 사용a) / Shell Shell
한다.
종류
NominalDesignation
재 료(Material Specification)
ASTM KS 적용되는 Shell 적용되는Nut
볼
트
Cr-MoA193-B7 D3723-SNB22 A216-WCB A194-2H
A193-B7M A216-WCB : NACE A194-2HM
Cr-Mo-V A193-B16 D3723-SNB21 A217-WC1, WC6, WC9, C5, C12 A194-4
18Cr-8Ni A193-B8 D3706-STS304 A351-CF8, CF3, CF8M, CF3M, CF8C A194-8
18Cr-8Ni-2Mo A193-B8M D3706-STS316 A351-CF8M, CF3M, CF8C A194-8M
Duplex S. S A453-660 A890-4A[J92205], 5A[J93404] A453-660
LowTemperatureService
A320-L7 A352-LCB, LC1, LC2, LC3 A194-4
A320-B8Class2 A351-CF8, CF3, CF8M, CF3M A194-8
A320-B8MClass2 A351-CF8M, CF3M A194-8M
에서 이상에서는 를 사용할 경우는b) Stainless Steel Valves Class 600 Stainless Bolt A193-B8,
를 사용한다B8M Class2 .
에서는 모든 밸브에 볼트재료에 에API Std 603-2001 A193-B8, B8M Class2 Heavy Hex.◈
의 너트를 요구하고 있어 당사 표준도 변경되어야 함.
형의 너트는 를 형의 너트는 을 사용하여야 한다c) API Std 603 Hex. API Std 600 Heavy Hex. .
이상의 에서는 을 원칙으로 한다d) Class 900 Stainless Steel Valves A193-B7 .
에서 볼트를 사용하는 경우에 볼트의 표면처리에 대해 특별히 주문e) Stainless Steel Valves B7
자의 언급이 없는 경우에는 를 원칙으로 한다Cd Plate .
나 요크볼트 및 너트)
요크볼트 및 너트는 적용은 사용되는 셀의 재질에 따라 아래와 같이 사용한다.
의 재질 또는 적용규격Shell 요크볼트 너트/
Carbon Steel, Alloy Steel A193-B7/A194-2H
Stainless Steel A193-B8/A194-8
NACE A193-B7M/A194-2HM
다 글랜드볼트 및 너트) (Gland bolt & Nut)
글랜드볼트 및 너트의 적용은 사용되는 셀의 재질에 따라 아래 표와 같이 사용한다.
의 재질Shell 글랜드 볼트 너트/
Carbon Steel, Alloy Steel A307-B/A563-A
Stainless Steel A193-B8/A194-8
요부3) Trim( )
밸브 부품 중에 유체를 직접 차단하는 시트면과 밸브의 개폐를 작동하는 부품으로 내마모성과 부식
성이 뛰어난 재질을 사용하여야 하며 재료를 잘 선정하여도 트림 재료를 잘못 선정하면 밸브Shell
의 수명에 짧다.
가 트림의 부품)
밸브 형태 부 품 적용규격
GateStem, Body Seat Surface, Disc Seat Surface, Back Seat Ringor Surface, Small Internal Parts
API 600
GlobeStem, Body Seat Surface, Disc Seat Surface, Back Seat Ringor Surface, Disc Lock Nut
BS 1873
CheckBody Seat Surface, Disc or Piston or Ball Seat Surface, HingePin(Swing type only) Disc Spindle & Bushes(Disc type only)
BS1868
a) 트림 의 재질 중에 는 오스테나이트 스테인리스강을 사용할 수 있다(Trim) Small Internal Parts .
의 내부 부품b) Check Valve (Studs, Nut, Washer, Pin, Disc guides in piston type, Ball guide
은 트림 재질 이상이어야 한다in ball type) .
나 트림 의 사용 온도) (Trim)
MaterialLower Upper
F。 ℃ F。 ℃
Type 304, 316 Stainless steel
Bronze
Inconel 1)
Monel 1)
-450
-460
-400
-400
-268
-273
-240
-240
600
450
1200
900
316
232
649
482
Hastelloy B 2)
Hastelloy C 2)
Alloy 20
Type 410 Stainless steel 40RC
-50
-20
-46
-29
700
1000
600
800
371
538
316
427
17-4 PH(CB-7CU)
Alloy 6(co-cr) [Stellite No.62)]
Chrome plating
Aluminum bronze
-40
-460
-460
-460
-40
-273
-268
-273
800
1500
1100
600
427
816
593
316
Nitrile
Fluoroelastomer(Viton3) and Flurel4) )
TFE
Neoprene
-40
-10
-450
-40
-40
-23
-268
-40
200
400
450
180
93
204
232
82
1)International nickel, 2)Stellite Div. Cabot, 3)DuPot, 4)3M, 참조: Fisher Controls※
다 의) API Standard 600 Basic Trim Materials - 2001
Part Combination number Material description Brinell hardness
Stem 1)
1 and 4 through 8A 13Cr200 HB min.
275 HB max.
2 18Cr - 8Ni 3)
3 25Cr - 20Ni 3)
9 or 11 NiCu alloy 3)
10 or 12 18Cr - 8 Ni - Mo 3)
13 or 14 19Cr - 29Ni 3)
Seating
surfaces 2)
1 13Cr 250 HB min.
2 18Cr - 8Ni 3)
3 25Cr - 20 Ni 3)
4 13Cr 750 HB min.
5 or 5A HF 350 HB min.
6 13Cr/ CuNi 250 HB min./ 175 HB min.
7 13Cr/ 13Cr 250 HB min./ 750 HB min.
8 or 8A 13Cr/ HF 250 HB min./ 350 HB min.
9 NiCu alloy 3)
10 18Cr - 8Ni - Mo 3)
11 or 11A NiCu alloy/HF 3)/3 50 HB min.
12 or 12A 18Cr - 8Ni - Mo/ HF 3)/ 350 HB min.
13 19Cr - 29 Ni 3)
14 or 14A 19Cr - 29Ni/ HF 3)/ 350 HB min.
NOTES
1) Stems shall be wrought material.
2) Backseat surfaces for CN 1 and 4 through 8A shall have a minimum hardness 250 HB.
3)Not specified.
1. Cr=Chromium; Ni=Nickel; Co=Cobalt; Mo=Molybdenum.
2. HF=Hard Facing using CoCr or NiCr welding alloy. The suffix A Applies to NiCr.
3. Free machining grades of 13Cr Shall not be used.
4. For CN 1, a differential hardness of a least 50 Brinell points is required between
mating surfaces.
5. When two materials are separated by slash this denotes two separated materials, one
for the seat ring seating surface and the other for the gate seating surface without
implying a preference for which is to be applied to other part.
아래 표는 고객이 주어진 트림사양을 제작자가 대체하여 사용이 가능하다.※
Specified CN Alternative CN
1 8 or 8A
2 10
5A 5
Specified CN Alternative CN
6 8
8A 8
- -
라) Material Selection Guide
RATING SYSTEM
A Usually Satisfactory
B Slight to Moderate Effect,
Caution
× Generally Unsuitable
- Unknown
Iron
Cast S
teel
Bronze
Hastelloy C
Stellite
No
。
6
17-4PH H
S
。
S
410 S
。
S
304 S
。
S
316 S
。
S
Monel
Alloy 2
0
Titanium
Al Bronze
Aluminum
Buna-N
Neoprene
PTFE
Viton
초산[Acetic Acid] 10% × × A A A × × B A B A A B A B A A B
초산[Acetic Acid] 30% × × × A A × × A A B A A × B B B A ×
초산[Acetic Acid] 80% × × A A A × × B B B A A B B B × A ×
초산[Acetic Acid] 100% × × A A A × × B B B A A B B B × A ×
무수초산[Acetic Anhydride] × × × A A × × B B B A A × A × B A ×
알콜[Alcohol]-Methyl A A A A A A A A A A A A A A A A A ×
알콜[Alcohol]-Ethyl B A A A A A A A A A A A A B A A A A
암모니아 가스[Ammonia Gas] A A × A A A A A A A A A × A A A A ×
암모니아 액[Ammonia Solutions] A A × A A A A A A A A A × A B A A ×
붕산[Boric Acid] × × B A A - B B B B B A B B A A A A
염소[Chlorine](Dry) B A B B B × × A B B A × B × × × A A
염소[Chlorine](Wet) × × × A B × × × × × × A × × × × A A
가소린[Gasoline]-Motor A A A A A A A A A A A A A A A × A A
가소린[Gasoline](Sour) B B B A A A A × A × B A B B A × A A
흑연[Graphite] A B A A A A A A A A A A A A A A A A
염산[Hydrochloric Acid](Cold) 10% × × × A B × × × × × × B × × A A A A
염산[Hydrocyanic Acid] 100% B A B A B × × B B A B - × A B B A A
수소가스[Hydrogen Gas] A B B A A A A A A A A B A A A A A A
과산화수소[Hydrogen Peroxide] 33% × × × B - - B B B B B A × B B A A A
황화수소[Hydrogen Sulfide](Dry) 100% B × × A A - × × B B B A × B B A A A
황화수소[Hydrogen Sulfide](Wet) 100% × × × A A - × × B × B A × B × B A A
등유[Kerosene] A A A A A A A A A A A A A A A B A A
LPG A A A A A A A A A A A A A A A A A A
나프타[Naphtha] B A B A A A A B B B B A B A B × A A
천연가스[Natural Gas] A A A A A A A A A A A A A A A A A A
천연가스[Natural Gas](Sour) B B B A A A A × A × B A B B A A A A
산소가스[Oxygen Gas] A A A A A A A A A A A A A A A A A A
페인트 솔벤트- [Paint-Solvents] B B B A A A A A A A A A B B × × A B
해수[Sea Water] × × A A A A × A A A A A A B A × A A
증기 저압- [Steam-Low Pressure] A A B A A A A A A B A A B B × × A B
황산[Sulfuric Acid] 10% × × × A B × × × × × A B × × B B A A
황산[Sulfuric Acid] 75% B B × A B × × × × × A × × × × × A A
황산[Sulfuric Acid] 100% B B × A B × × B B × A × × × × × A A
물[Water, Fresh] × × A A A A B A A A A A A B A × A A
광산수[Water, Mine Acid] × × × A A - - × B × A A × × A × A A
증류수[Water, Distilled] × A A A - B A A A A A A A A × A A
물[Water, pH7 or Over] × × B A A A A A A A A A B × A × A A
마) Wear & Galling Resistance Chart of Material Combinations
바 및 의 두께는 최소 으로 한다) Body Seat Ring Wedge(Disc) Overlay 1.6mm .
사 의 표면 경도의 당사표준은 아래와 같다) 13Cr Trim .
밸브의 종류 Body Seat Disc Seat Stem Back Seat
게이트 밸브 MIN. HB350 HB275 ± 20 HB230 ± 20 HB350 ± 20
글로브 밸브 HB275 ± 20 MIN. HB350 HB230 ± 20 HB350 ± 20
체크 밸브 MIN. HB350 HB275 ± 20 HB230 ± 20 -
아 은 당사에서는 을 사용한다 단 인 경우는 디스크는) HF Stellite No.6 . , Parallel Slide Gate Valve
를 은 을 사용한다Stellite No.12 Body Seat Ring Stellite No.6 .
밸브 몸통 시트링4) (body Seat Ring)
밸브 몸통 시트 사용 재질 표준은 아래와 같다(Body Seat) .
트림(TRIM) : 13Cr◈ 트림 외의(TRIM) : 13Cr Stainless Steel◈
적용범위
(SIZE)
GATE
150 600∼ 900 2500∼
이하24" Shell Metal+E410
이상26“ Shell Metal+STL
적용범위
(SIZE)
GATE
150 600∼ 900 2500∼
이하18" Shell Metal+Trim
이상20“ Shell Metal+STL
Hastelloy B
Monel
Inconel
Bronze
316 S
。
S
304 S
。
S
Typ
e 410 H
ard
Alloy 2
0
Nickel
Tita
nium 75A
Hastelloy C
Typ
e 440 H
ard
Al B
ronze
ENC*
ENC*
Alloy 6
(co-cr)
17-4 P
H
304 S.S
316 S.S
Bronze
Inconel
Monel
Hastelloy B
P P F P P P
P P F P P P
F F S S S S
P P S P P P
P P S P P P
P P S P P P
F P P P F F
F P P P F F
S S S S F F
F P F F F F
F F F F F F
F F S F F F
F F F F F
F F F F F
F F F F F
F F F F S
F S F F S
F S F S S
Hastelloy C
Titanium 75A
Nickel
Alloy 20
Type 410 Hard
Type 440 Hard
F F S F F F
P P S P F F
P P S F F S
P P S F F F
F F F F F F
F F F F F F
F F F F F F
F P F F F F
F F P P F F
F F P P F F
F F F F F F
F F F F S F
F S F S S
F S F F S
F S F F S
F S F F S
F S S S S
S S S S S
17-4 PH
Alloy 6(co-cr)
ENC*
Cr Plate
Al Bronze
F F F F F F
F F F F S S
F F F F F F
F F F F F S
F F F S S S
F F F F F S
S S S S S S
F F F F S S
S F F F S S
S S S S S S
P S S S S
S F S S S
S S P S S
S S S P S
S S S S P
*Electroless nickel coating, F-Fair, S-Satisfactory, P-Poor
트림(TRIM) : Full/Half Hard Faced◈
적용범위
(SIZE)
GATE
150 600∼ 900 1500∼
All Shell Metal+STL
디스크 웨지5) / (Disc/Wedge)밸브 디스크 웨지 사용 재질 표준은 아래와 같다/ .
구분 SIZE TRIMCLASS
150~600 900~2500
Gate
이하12"
13Cr *A217-CA15 Shell+13Cr
304 A351-CF8 Shell+304
316 A351-CF8M Shell+316
Alloy 20 Shell+320
이상14"
13Cr Shell+13Cr
304 Shell+304
316 Shell+316
Alloy 20 Shell+320
Globe
&
Check
이하8"
13Cr *A217-CA15 Shell+13Cr
304 A351-CF8 Shell+304
316 A351-CF8M Shell+316
Alloy 20 Shell+320
이상10"
13Cr Shell+13Cr
304 Shell+304
316 Shell+316
Alloy 20 Shell+320
표에서 몸통 재질이 계열일 때 디스크 웨지의 재질은 로 한다* SHELL( ) A352 / A351-CF8+STL. .※
밸브대 및 백시트링6) (Stem & Back Seat Ring)
가 밸브대) (Stem)
아래 제품은 에 도금을 행하여야 하며 도금의 두께는 이상으로 한다Stem Hard Cr , 15 .㎛
초저온용 밸브 오스테나이트 스테인리스강 제품- ( ).
- MOV(Motor Operator Valve)
글로브밸브에서 트림이 오스테나이트 스테인리스강으로 핸들을 사용하는 제품- Hammer Blow .
나 백시트) (Back Seat)
글로브 밸브에서 이 오스테나이트 스테인리스강으로 핸들을 사용하는 제품a) Trim Hammer Blow
은 에 로 를 하며 두께는 최소 로 한다Back Seat Stellite No.6 Hardface Overlay , Overlay 1.6mm .
은 시 트면 도 테이퍼 부분 만 행한다Overlay - (45 ) .
다 트림에 따라 밸브대 및 백시트 재질은 아래와 같다) .
셀 트림 재질/ 밸브대 및Back Seat Ring 셀 및 트림 재질 밸브대 및
Back Seat Ring
STEEL/13Cr A479-410 A351-CF3MN A479-316N
A351-CF8/304 A479-304 A351-CD4MCu(A890-1A) A479-UNS S32205
A351-CF8M/316 A479-316 A890-4A[UNS J92205] A479-UNS S22050
A351-CF3/304L A479-304L A890-5A[UNS J93404] A479-UNS S32750
A351-CF3M/316L A479-316L A351-CD3MWCuN
(A890-6A, UNS J93380)A479-UNS S32760
A351-CF8C/347 A479-347
A351-CG8M/317 A479-317 MONEL[400] B564-UNS N04400
A351-CF10/304H A479-304H B148-C95400 B150-C61900
A351-CN7M/B473 B473 BRONZE B16-C36000
핸드휠7) (Hand Wheel)
가 외경 이하는 외경 이상은 으로 한다) 560 A197, 630 A216-WCB .
나 형은 외경 이하 신형 는 외경 이상 구형 은 로 한다) Hammer Blow 500 ( ) A395, 560 ( ) A216-WCB .
다 기어에 사용되는 핸드휠은 게이트 볼 버터플라이밸브용은 파이프 를 글로브용은) , & (A53)
봉재 로 한다(A576-1020) .
글랜드 패킹 선정8) (Gland Packing)
가 글랜드 패킹이란) ?
밸브대 와 패킹상자 사이에 집어넣어 글랭드로 꽉 눌러 압축(Stem) (Stuffing Box)
하여 외부로의 누설을 제한하는 형의 밀봉재를 글랜드 패킹이라 총칭하고 있다. 선패킹
나 글랜드 패킹의 종류)
글랜드 패킹의 종류는 여러 가지 방법으로 분류할 수 있다 예를 들면 형 단면. , ,
제조법 재료 용도 등으로 분류한다 아래의 글랜드 패킹의 종류는 제조법으로, , . 팔 편
분류 한다
선패킹a) 단사를 꼬아 만든 것으로 강도가 낮다 여러 가지 사이즈에 적용할 수: .
있다. 격자편
편조패킹b)
팔 편- 탄력성에 풍부하여 축 진동에 추종하기 쉽다 밀도가 낮기 때문에 고는: .
압에서 침투로 새기 쉽다.
격자편- 내면과 외면의 실이 엮어져 있기 때문에 견고해서 밀도가 높다 표면이: . 대 편
마모되더라도 전체가 파괴되지 않는다.
대 편- 표면이 여러 겹으로 겹쳐져 편조되어 밀도가 높고 유연성이 풍부하다:
성형패킹c) 상으로 원료를 가압 성형 한 것을 다시 리본형으로 전단하여: Sheet
패킹실의 크기에 맞게 일정한 모양으로 성형하여 사용한다 양산에 쓰이고. 성형패킹
있다.
적층패킹d) 포의 표면에 를 도포 적층하여 가열 가압 성형: Elastomer
가장 많이 한 것. 적층패킹
다 의 재료) Gland Packing
의 재료는 패킹의 내열성 내압성 내약품성 습동저항 등의 요소 때문에 다양의 것Gland Packing , , ,
이 사용되고 있다 일반적으로는 무기 섬유나 유기 섬유가 주재료로서 이용되고 그 점결 윤활의. ,
보조 재료로서 흑연분말이나 불소수지가 사용된다 또 최근은 주재료만으로 구성되어 보조 재료는.
필요로 하지 않는 패킹도 출연되고 있다.
패킹의 재료로 석면 와 비석면 가 있으며 여기서는 가장 많이 사용되는(Asbestos) (Asbestos Free)
재료를 소개하겠다.
석선a) (Asbestos) 지금까지는 가장 많이 사용되는 재료였으나 지금은 분진이 암의 발생의 원인:
이 된다하여 거의 사용하지 않고 있다 석면에도 많은 종류가 있으나 밀봉 재료로서는 백석면.
이 주로 사용되고 있다(Crysotail) .
고무b) (Rubber) 밸브에서는 재료로 사용되며 주로: “0” Ring NBR(Nitrite Butadience Rubber)
불소 등이 사용된다FPM( Rubber “Viton”) .
c 탄소계섬유) (Carbonized fiber) 여러 가지 화학섬유를 고온처리하여 탄소화한 것으로 처리온: ,
도에 따라 그 특성은 대단히 변화한다 고온에서 처리한 만큼 강화해서 고탄성 섬유가 된다 또. .
섬유의 호칭은 저온처리 인 경우는 탄화섬유 중온처리(200~500 , 10~20Hr.) , (800~1600 ,℃ ℃
는 탄소섬유 고온처리 분 인 경우는 흑연섬유로 변화해감10~20Hr.) , (2500~3000 , 10~20 ) .℃
d 팽창흑연) (Graphite) 천연흑연을 원료로 하여 특수공정으로 분자간 거리를 배 이상 확장: 100
한 것이다 이 흑연을 일정한 방향으로 배열시킨 채 접착제 첨가제를 사용하지 않고 상. , Sheet
으로 가공한 재료로 변조하여 사용하는 재료로써 저온 에서 고온 산소가 접촉되(-200 ) (800 ,℃ ℃
는 환경에서는 까지 광범위하게 현재 밸브의 패킹 및 가스킷 소재로 가장 많이 사용되고500 )℃
있다 사에서 개발한 것으로 이라고도 함.(Union Carbide Grafoil .)
e) PTFE(Teflon) 불화 에칠렌 수지 는 사에서 개발한 불소: 4 (Poly Tetra Florae Ethylate) Dupont
수지로 내식성이 뛰어나 재료이나 고온 에서는 사용이 어렵다 이라고도 함(250 ) . Teflon .以下℃
유리섬유f) (Glass Fiber) 유리가 주체로 석면에 비해 내산성에 뛰어나나 강도는 부근: E , 250℃
에서 내리기 시작 유연성 내마모성이 떨어진다, , .
라 금속재료) (Metal)
패킹의 금속 재료는 와이어로 항의 재료와 혼합되며 사용되고 가스킷의 금속 재료은a)~f) , a)~f)
항과 혼합한 으로 또는 로 사용된다 대표적인 금속재료의 사용 온도는Semi Metallic Metal Solid .
아래 표와 같다
Material 기호Hardness
(HB)
Max. temperature
( )℃
Carbon steelSoft steel S 120 540
Soft iron D 90 540
Alloy steel 5Cr-05Mo F5 130 700
Stainless steel
18Cr-8Ni 304 160 800
18Cr-8Ni Low carbon 304L 150 800
18Cr-8Ni-Mo 316 160 800
18Cr-8Ni-Mo Low carbon 316L 150 800
Monel M 130 800
패킹 적용규격
최고온도
( )℃
최고압력
(kgf/cm2)패킹 재질 및 구조
제조회사 및 제품 코드
PILLAR JEILVAL-QUA
GARL-OCK
JOHNCRANE
가스킷 선정) (Gasket)가 가스킷 란) ?
상대하는 개의 정지된 물체 사이에 끼워 그 장소에서 유체가 새어 나오는2
것을 방지하는 목적으로 한 밀봉 의 총칭으로 금속 재료를 사용할 경(Seal)
우의 선정은 셀 재료 이상으로 한다(Shell) .
나 가스킷의 재료 명칭 및 형상) ,
가스킷의 종류는 크게 가지로 비금속 가스킷 금속 비금속 가스킷 금속3 , + ,
가스킷가 있으면 형상 및 재료는 아래와 같다.
비금속 가스킷a)
- Graphite Sheet Gasket 팽창흑연시트나 금속재료로 보강한 시트의: ,
가스킷.
- PTFE Sheet Gasket 나 를 함침한 시트 가스킷: 100% PTFE Glass .
Sheet Type
Spiral Wound Type
Single Jacket Type
Corrugated
- Asbestos Sheet Gasket 석면섬유와 고무 바인더를 혼합 가열 압축:
한 가스킷 환경문제로 거의 사용하지 않음( ).
금속 비금속 가스킷b) + (Semi-metal)
- Spiral Wound Type Gasket 금속 후프와 라이너 팽창 흑연 테이프: ( ,
테이프 를 교차하여 권형으로 성형한 세미 메탈 가스킷PTFE ) .
- Single Jacket Type Gasket 시 트 팽창흑연 유리 섬유 를 금: - (PTFE, , )
속으로 둘러 싼 것
금속 가스킷c)
- Corrugated Type Gasket 금속 박판을 파도형으로 주름을 잡아 성형한:
가스킷.
- Serrated Type Gasket 금속판을 라선형으로 가공한 가스킷: .
- Ring Joint type Gasket 금속을 기계 가공하여 타원형 또는 팔각형으로:
절삭한 가스킷
가스킷 적용규격표
최고온도
( )℃
최고압력
(kgf/cm2)패킹 재질 및 구조
제조회사 및 제품코드
PILLAR JEIL VALQUA
밸브의 조작은 핸드휠에 의하거나 기어박스를 이용하는 수동 형과 전기를 이용한 전동구동장(Manual)
치 압축공기를 이용한 공압식 구동장치(Electric Actuator), (Pneumatic Actuator : Cylinder Actuator,
또는 유압을 이용한 유압식 구동장치 등이 있으며 조작기의 선Diaphragm Actuator), (Hydraulic Actuator)
정은 밸브의 크기 사용 장소 사용빈도 사용목적 경제성 등을 고려하여 선정되어야 한다, , , .
기어나 의 크기는 및 계산 방법에 의해 밸브의 와 를 정하고 거기Actuator Thrust Torque Thrust Torque
에 맞은 기어나 를 정하면 된다Actuator .
구동장치 의 종류1) Actuator( )
가) 1/4Turn Actuator(Part-turn or Quarter turn actuator)
도 회전하는 구동장치는 볼밸브 버터프라이밸브 프러그밸브 등에 사용하며90 , , , Damper Mechanism
은 등의 전달 기구를 사용한다Worm & Worm gear, Rack & Pinion .
Serrated Type
Ring Joint Type
Pressure Seal Type
나) Multi-turn Actuator
다중회전 구동장치는 회전 이상 수백회전까지 회전이 가능한 구동장치로 글로브밸브 게이트밸브1 , ,
다 이야프램밸브 수문 등에 사용한다, .
다) Linear Actuator
직선운동 구동장치는 회전하지 않고 직선 왕복 운동하는 구동장치로 에 회전운Multi-turn actuator
동을 직선운동으로 전환하기 위한 를 부착하여 사용하기도하나 주로 내의Liner thrust unit , Cylinder
의 직선운동 또는 을 직접 이용한다 사용되는 밸브로는 글로브밸브 게이트밸브Piston Diaphragm . , ,
체크밸브 등에 사용된다.
작동원리2)
가) Electric actuator
전기로 모터의 회전력을 이용하여 적절한 감속기어 및 동력전달장치에 의하여 다양한 토 크 및 속-
도의 발생장치
나) Pneumatic actuator
실린더내의 피스톤 혹은 다이아프램에 적절한 공기 및 가스를 이용하여 물리적 에너지에 의한 토ㅡ
크 장치.
다) Hydraulic actuator
실린더내의 피스톤을 이용하여 물 및 오일을 이용 적절한 압력 및 유량에 의한 물리적 에너지를 이
용하는 토 크 발생장치- .
모터구동장치3) (Electric actuator)
밸브구동장치로 가장많이 사용되는 것으로 다양한 기능의 부여 견고한 구조 높은 밀봉 확실한 작, , ,
동 손쉬운 유지보수 등의 장점이 있으나 설치 시 보관 결선 등의 실수로 모터의 소손 및 다양한 기, ,
능으로 인한 현장운전자의 충분한 교육이 필요하다.
가 표준형) (Standard Type)
표준형은 내에 별도의 정역변환기 를 내장하지 않은 형으로서Actuator Reversing contactor( ) Motor,
작동중임을 니타내주는 및Worm gear, Limit switches, Space heater, Blinker transmitter
등으로 이루어져 있으며 필요에 의하여 내에 정역변환기Handwheel Local & Remote control panel
및 각종전기제어 회로를 구성하여 전기적으로 원격운전이 가능하다.
나 통합형) (Integral Type, Matic Type)
통합형의 은 원방에서의 을 제외한 모든 제어용 장치를 내에Actuator Control switch actuator
수용하고 있다.
다 비례제어용) (Regulating actuator)
관로내의 일정압력 유량 온도 등을 하기 위한 로 간헐적운전용 모터를 사용한다, Control Actuator .
비례제어용은 또는 의 을 받아 구동을하는 의4-20mA, 0-20mA Input signal Actuator Positioner
설치가 필수이며 와 조합되어 완벽한 위치제어가 가능하다Feed back transmitter .
계산방법4) Stem Thrust & Torque
의 크기를 선정하기 위하여 밸브의 제작하여 토 크를 측정하여야 한다 그러나 실제 제작Actuator - .
하여 토 크를 측정하는 것은 물리적으로 불가능하다 따라서 계산에 의하여 토 크값을 산출하고 있- . -
다.
이를 식으로 표시하면 아래와 같으며 선정을 위한 설계 추력은 아래의 식에서 구해진 값의 적어도
이상의 여유를 고려한다15% .
그림은 밸브에 미치는 힘(Ft 즉 디스크에 미치는 힘), (F1 스템에 미치는 힘), (F2 그리고 패킹 마찰력),
(F3 을 도식한 것이며 각각의 하중) , F1, F2 그리고 F3는 아래와 같이 결정된다.
가) Resistance of Disc : F₁
F1 = /4 × Ds²× P × Fvπ △
여기서,
Ds : Inside diameter of body seating surface.( )㎝
P : Max. differential Pressure (min. 2kgf/ )△ ㎠
Fv : Valve Factors
표 Valve Factors
Valve Type
Liquids Gases
below750 (400 )℉ ℃
above750℉
below1000 (538 )℉ ℃
above1000℉
Parallel slide and flexibleor double disc
0.3 0.3 0.35 0.45
Solid wedge Gate 0.35 0.4 0.45 0.5
Inside Screw Gate 0.66 0.66 0.77 0.99
Screw down Globe 1.2 1.2 1.2 1.2
나) Push Force of Stem : F₂
F : /4 × ds² × P₂ π △
ds : Stem Diameter ( )㎝
다) Resistance of Packing : F3
STEM DIA F₃
25㎜ ≧ 500kgf
26 ~ 38㎜ ㎜ 700kgf
40 ~ 60㎜ ㎜ 1100kgf
61 ~ 77㎜ ㎜ 1500kgf
77㎜ ≦ 2100kgf
라) Stem Thrust(kgf)
W = F + F + F₁ ₂ ₃
마) Stem Torque (kgf-m)
T = W × K × 0.01
K : Stem Factor
스템 계수 (K)
ψ α μψ μ α
여기서,D = Ds - ½(Pitch)tan = Lead/( D )φ π・α = ACME Thread Angle ( 14.5°)
스템 마찰 계수= (μ 통상0.12~0.2, 0.14~0.16)
5 선정) Gear Box
은 사람의 힘 으로 작동하는데 사람은 힘은 한계가 있다Manual Type (Rim Pull Force) . MSS
에 핸드휠의 크기에 따라 사람이 힘의 한계을SP-91(Guidelines for Manual Operation of Valves)
규정하고 있으며 일부 밸브 사용자들이 이 힘의 한계를 규정하며 한국전력에서는 한국가스공, , 45kgf,
사에서는 의 볼밸브 규격 에서는 등의 규정을 두고 있다20kgf, JPI (7S-48) 35kgf .
이 규정을 만족하기 위해서는 핸드휠이 대단히 커야하는데 이는 한계가 있으므로 기어박스를 부착,
하거나 햄머블로우형 핸드휠 글로브 밸브만 적용 로 하여 힘을 감소시킨다( ) .
사용되는 기어로는 형에는 도 약간 사용함 가 형에는Multi-turn Bevel Gear(Spur Gear ) Quarter-Turn
가 주로 사용된다 그러나 일반적으로는 글로브 밸브에 적용하는 햄머블로우형 핸드휠을Worm Gear . ,
제외하고는 밸브 사용자가 기어박스 부착 유무를 지정하여 온다.
전동장치 의 선정6) (Electric Actuator)
가) 전동장치의 크기 결정요소
- 16 -
설계 압력 및 입 출구 차압a)
시트경 의 크기 내경b) (Seat Port) ( )
밸브대 의 크기 직경c) (Stem) ( )
패킹의 가압력 면압 및 밸브 제작사 고유의 설계 여유d) ( )
밸브의 형태e)
나 전동장치의 선정 순서)
주문자
＋
밸브 제작자
➡
제작자Actuator
밸브종류- , Class
및 밸브크기
사용압력 및 온도-
입 출구 차압-
개폐시간-
사용전압-
- Option
Position Transmitterㆍ
Local Controlㆍ
기타ㆍ
주문된 밸브에 대한 자료-
Seat Dia.ㆍ
Stem Dia.ㆍ
나사 산수Lead( )ㆍ
나사 Pitchㆍ
Valve Factorㆍ
Stem Factorㆍ
Valve Liftㆍ
기타ㆍ
확인- Data Sheet
- Stem Thrust
산출& Torque
개폐시간 산출-
확인- Spec.
작성- Data Sheet
↓
선정Actuator
7 공압식 구동장치) (Pneumatic Actuator : Cylinder Actuator, Diaphragm Actuator)
실린더 구동장치에서는 도 회전용으로 볼밸브 및 버터플라이밸브에서 가장 많이 사용되(Cylinder) 90
며 직선운동 용은 게이트밸브에서 긴급차단용으로 사용되며 다이아프램 구동장치, (Linear Type) ,
는 콘드롤밸브 용으로 주로 사용되고 있다(Control Valve) .