산업용 유체 시스템의 밸브 선택 방법

STAMPED 방식을 적용하여 밸브를 선택하는 방법

유량 계수(C_v)는 온도가 60°F이고 밸브 전체에서 1 psi의 압력 강하가 있을 때 밸브를 통해 1분간 흐르는 물의 양(US 갤런)입니다. 기체와 같은 압축성 유체의 경우, C_v 파라미터를 계산하고 사용하여 유량을 예측하는 것이 더 복잡하지만, 여전히 지정된 애플리케이션에 적합한 밸브 크기를 설정할 때 효율적인 수단으로 사용됩니다.

C_v에 영향을 주는 밸브 설계 요소에는 유로의 크기와 기하학적 형상이 포함되며, 밸브의 오리피스 크기는 밸브를 통과하는 유체의 유량에 영향을 줍니다. 오리피스 크기가 더 클수록, 잠재적인 유량도 더 커집니다. 다양한 종류의 밸브마다 오리피스가 상당히 다를 수 있습니다. 예를 들어, 볼 밸브는 최소의 유량 저항만 제공하는 반면 니들 밸브는 유량을 제한하거나 느려지게 만들 수 있습니다. 선택 과정에서 이러한 점을 고려해야 합니다.

확실하지 않을 때는 제조업체에 문의할 것을 추천합니다. 믿을 수 있는 제조업체라면 필요한 밸브 크기를 선택할 수 있도록 지원할 것입니다. 밸브 크기 설정에 도움이 되는 가이드와 함께, Swagelok은 애플리케이션에 적합한 밸브를 선택하는 출발점으로 사용할 수 있는 편리한 C_v 계산기 도 제공합니다.

 

T: 온도가 밸브 선택에 어떤 영향을 줍니까?

밸브가 사용되는 환경의 온도를 고려해야 합니다. 여기에는 밸브로 제어할 시스템 유체의 온도와 주변 환경의 주변 작동 온도가 모두 포함됩니다. 스스로 질문해보십시오. “이 온도가 유지될 것인가, 아니면 자주 변할 것인가?” 이러한 조건이 밸브 선택과 예방적 유지보수를 실행해야 하는 빈도에 영향을 줄 수 있습니다.

씰 재질의 팽창과 수축을 일으킬 수 있는 온도 변화를 고려하십시오. 또한, 금속 부품은 고온에서 강도가 낮아져 압력 등급이 떨어질 수 있습니다. 밸브가 극한의 조건에서 완전히 테스트되었는지 제조업체에 확인하는 것이 중요합니다.

A: 애플리케이션에서 고려해야 할 밸브 설계 요소는 무엇입니까?

시스템에서 밸브가 해야 하는 역할을 이해하는 것이 극히 중요합니다. 유동을 시작하거나 막을 필요가 있습니까? 유량을 조절해야 합니까? 유동 방향을 제어해야 합니까? 시스템을 과압으로부터 보호해야 합니까? Swagelok은 어떤 종류의 밸브를 제공합니까?

이런 질문에 대한 답이 시스템 설계에 적용할 밸브 유형을 선택하는 데 도움이 될 것입니다. 간단한 2-way 볼 밸브를 다시 예로 들어 설명하겠습니다. 일부 다른 제조업체의 볼 밸브는 유량 조절(throttling) 기능을 제공하지만, 대부분의 볼 밸브는 유량을 조절하는 데 사용하지 않아야 하며, 완전히 열거나 완전히 닫힌 상태에서만 사용해야 합니다. 유량을 조절하는 것이 목적이라면 니들 밸브 혹은 미터링 밸브가 더 나은 선택일 수 있습니다.

M: 밸브 재질 선택이 중요한 이유는 무엇 때문입니까?

적절한 밸브 재질을 선택하면 시스템 내의 공정 유체가 밸브의 재질  조성과 호환됨을 보장할 수 있습니다. 밸브 몸체, 시트, 스템 팁, 기타 연성 재질이 모두 시스템 유체와 호환되는지 확인하십시오. 호환되지 않는 경우 부식 문제, 취성 혹은 응력 부식 균열이 발생할 수 있으며, 이 모두가 안전성 위험뿐만 아니라 비용이 많이 드는 생산 문제를 야기할 수 있습니다.

온도와 마찬가지로 밸브를 사용할 장소도 고려해야 합니다. 밸브를 플랜트 내부처럼 온도가 조절되는 환경에서 사용할 것인가, 아니면 가열된 계장 인클로저에 사용할 것인가? 직사광선, 비, 눈, 성에, 얼음 등 온도 변화 요인에 노출되는 실외에 설치할 것인가? 염화물에 상당히 노출되는 해양 환경인가? 밸브와 그 부품은 다양한 재질로 구성됩니다. 밸브의 수명과 기능을 극대화하려면 이러한 요인에 가장 적합한 밸브를 선택하십시오.

 

P: 압력은 밸브 선택 기준에 어떤 영향을 줍니까?

압력은 밸브를 선택할 때 고려해야 할 또 다른 주요 요소입니다. 용어가 사용되는 두 가지 상이한 맥락에 유의하십시오.

• 사용 압력(Working pressure): 시스템의 일반적인 작동 압력.
• 설계 압력(Design pressure): 밸브 제조업체가 허용하는 최대 압력이며, 통제된 테스트를 제외하고 절대 이 한도를 초과하지 마십시오.

밸브를 선택할 때, 유체 시스템의 압력 한도는 부품의 최저 압력 한도가 기준이 되어야 함을 잊지 마십시오. 공정 유체의 압력 및 온도는 부품 성능에 상당한 영향을 줍니다. 선택하는 밸브가 압력을 유지하고, 필요에 따라 광범위한 온도와 압력에서 작동해야 합니다.

밸브 구조, 밸브 재질 선택, 인증은 모두 밸브 성능에서 중요한 측면입니다. 또한, 압력과 온도가 서로 상당한 영향을 준다는 점도 알고 있어야 합니다. 일반적으로, 공정 유체의 온도가 상승함에 따라 사용 압력이 감소합니다.

E: 적절한 연결구를 어떻게 선택할 수 있습니까?

밸브는 일체형 튜브 피팅, 파이프 나사, 파이프 플랜지, 용접 말단 등 여러 가지 다양한 연결구로 공급됩니다. 전통적으로 밸브 구조와는 연관이 없지만, 연결구 선택은 밸브의 전체 성격과 누설 없는 시스템을 유지할 수 있는 역량에 있어 중요한 요소입니다. 연결구가 시스템 압력과 온도에 적합하며 적절한 크기인지 확인하십시오. 적절한 연결구를 사용하면 설치를 간소화하고 추가 누설 지점을 방지할 수 있습니다.  

D: 공급

위 각 요인들을 고려하고 애플리케이션에 가장 잘 맞는 밸브를 선택했다면, 다음과 같이 질문해 보십시오. “언제 밸브가 필요한가? 얼마나 필요한가?”

밸브 선택은 안전하고 효율적인 유체 시스템을 설계하는 데 필수입니다. 기타 다른 요인과 마찬가지로 유체 시스템 가동과 효율성을 유지하려면 정시 납품과 신뢰성 높은 공급도 중요합니다. STAMPED 방식의 마지막 단계로 공급업체를 심사해야 합니다. 필요할 때 필요한 부품을 공급할 수 있는가? 방문할 수 있는가? 시스템 요구를 파악하는 데 협력할 수 있는가?