1. 밸브 선택의 핵심 사항

1.1 장비 또는 기기에서 밸브의 용도를 명확히 하십시오.

밸브의 작동 조건을 결정하십시오. 적용 매체의 특성, 작동 압력, 작동 온도 및 작동 제어 방법 등을 고려해야 합니다.

1.2 밸브 유형을 올바르게 선택하십시오

밸브 종류의 올바른 선택은 설계자가 전체 생산 공정과 작동 조건을 완벽하게 이해하는 데 기반합니다. 밸브 종류를 선택할 때 설계자는 먼저 각 밸브의 구조적 특성과 성능을 숙지해야 합니다.

1.3 밸브의 끝단 연결부를 확인하십시오

나사식 연결, 플랜지식 연결, 용접식 연결 중에서 나사식과 플랜지식 연결이 가장 일반적으로 사용됩니다. 나사식 밸브는 주로 공칭 직경이 50mm 미만인 밸브에 사용됩니다. 직경이 너무 크면 연결부의 설치 및 밀봉이 매우 어렵습니다. 플랜지식 밸브는 설치 및 분해가 편리하지만 나사식 밸브보다 무겁고 가격이 비싸기 때문에 다양한 직경과 압력의 배관 연결에 적합합니다. 용접식 연결은 고하중 조건에 적합하며 플랜지식 연결보다 신뢰성이 높습니다. 그러나 용접으로 연결된 밸브는 분해 및 재설치가 어렵기 때문에 장기간 안정적으로 작동해야 하거나 사용 환경이 가혹하고 온도가 높은 경우에 사용이 제한됩니다.

1.4 밸브 재질 선정

밸브 본체, 내부 부품 및 밀봉면의 재질을 선택할 때에는 작동 유체의 물리적 특성(온도, 압력) 및 화학적 특성(부식성)을 고려하는 것 외에도 유체의 청결도(고체 입자 존재 여부)를 반드시 확인해야 합니다. 또한, 관련 국가 및 관할 기관의 규정을 참고해야 합니다. 밸브 재질을 올바르고 합리적으로 선택하면 밸브의 경제적인 수명과 최상의 성능을 얻을 수 있습니다. 밸브 본체 재질의 선택 순서는 주철-탄소강-스테인리스강이며, 밀봉링 재질의 선택 순서는 고무-구리-합금강-F4입니다.

1.5 기타

또한 밸브를 통과하는 유체의 유량과 압력 수준을 파악하고, 기존 정보(밸브 제품 카탈로그, 밸브 제품 샘플 등)를 활용하여 적절한 밸브를 선택해야 합니다.

2. 일반 밸브 소개

밸브에는 여러 종류가 있으며, 그 종류 또한 복잡합니다. 주요 유형은 다음과 같습니다.게이트 밸브, 정지 밸브, 스로틀 밸브,버터플라이 밸브플러그 밸브, 볼 밸브, 전동 밸브, 다이어프램 밸브, 체크 밸브, 안전 밸브, 감압 밸브증기 트랩 및 비상 차단 밸브일반적으로 사용되는 밸브로는 게이트 밸브, 스톱 밸브, 스로틀 밸브, 플러그 밸브, 버터플라이 밸브, 볼 밸브, 체크 밸브, 다이어프램 밸브 등이 있습니다.

2.1 게이트 밸브

게이트 밸브는 밸브 스템에 의해 구동되는 개폐체(밸브 플레이트)가 밸브 시트의 밀봉면을 따라 상하로 움직여 유체의 흐름을 차단하거나 개방할 수 있는 밸브입니다. 스톱 밸브와 비교했을 때, 게이트 밸브는 밀폐 성능이 우수하고 유체 저항이 적으며 개폐에 필요한 힘이 적고 조정 성능도 어느 정도 갖추고 있어 가장 널리 사용되는 차단 밸브 중 하나입니다. 단점으로는 크기가 크고 스톱 밸브보다 구조가 복잡하며 밀봉면의 마모가 쉽고 유지 보수가 어렵다는 점입니다. 일반적으로 유량 조절에는 적합하지 않습니다. 게이트 밸브 스템의 나사산 위치에 따라 상승형 스템과 매립형 스템으로 나눌 수 있으며, 게이트 플레이트의 구조적 특징에 따라 쐐기형과 평행형으로 나눌 수 있습니다.

2.2 정지 밸브

스톱 밸브는 하향 폐쇄형 밸브로, 밸브 스템에 의해 개폐부(밸브 디스크)가 밸브 시트(밀봉면) 축을 따라 상하로 움직입니다. 게이트 밸브와 비교했을 때, 조절 성능이 우수하고, 밀폐 성능은 떨어지지만 구조가 간단하고 제조 및 유지 보수가 용이하며, 유체 저항이 크고 가격이 저렴합니다. 스톱 밸브는 일반적으로 중소형 배관에 사용되는 대표적인 차단 밸브입니다.

2.3 볼 밸브

볼 밸브의 개폐부는 원형 관통 구멍이 있는 구형 부품으로 구성되어 있으며, 이 구형 부품이 밸브 스템과 함께 회전하여 밸브를 개폐합니다. 볼 밸브는 구조가 간단하고, 전환 속도가 빠르며, 조작이 편리하고, 크기가 작고, 무게가 가벼우며, 부품 수가 적고, 유체 저항이 낮으며, 밀폐성이 우수하고, 유지 보수가 용이한 장점을 가지고 있습니다.

2.4 스로틀 밸브

밸브 디스크를 제외하면 스로틀 밸브는 기본적으로 스톱 밸브와 구조가 동일합니다. 밸브 디스크는 유량 조절 부품이며, 모양에 따라 특성이 다릅니다. 밸브 시트의 직경은 너무 크지 않아야 하는데, 개방 높이가 작고 유체 유량이 증가하여 밸브 디스크의 마모가 가속화되기 때문입니다. 스로틀 밸브는 크기가 작고 무게가 가벼우며 조정 성능이 우수하지만, 조정 정밀도는 높지 않습니다.

2.5 플러그 밸브

플러그 밸브는 관통 구멍이 있는 플러그 본체를 개폐부로 사용하며, 플러그 본체가 밸브 스템과 함께 회전하여 개폐를 구현합니다. 플러그 밸브는 구조가 간단하고, 개폐 속도가 빠르며, 조작이 간편하고, 유체 저항이 작으며, 부품 수가 적고, 무게가 가볍다는 장점이 있습니다. 플러그 밸브는 직통형, 3방향형, 4방향형으로 나뉘며, 직통형은 유체의 흐름을 차단하는 데 사용되고, 3방향 및 4방향 플러그 밸브는 유체의 흐름을 바꾸거나 전환하는 데 사용됩니다.

2.6 버터플라이 밸브

버터플라이 밸브는 밸브 본체 내의 고정된 축을 중심으로 90° 회전하는 나비 모양의 판으로, 이를 통해 밸브의 개폐 기능을 수행합니다. 버터플라이 밸브는 크기가 작고 무게가 가벼우며 구조가 간단하고 부품 수가 적다는 장점이 있습니다.

버터플라이 밸브는 90° 회전으로 빠르게 개폐할 수 있어 조작이 간편합니다. 버터플라이 밸브가 완전히 열린 위치에 있을 때, 유체가 밸브 본체를 통과할 때 저항은 버터플라이 플레이트의 두께뿐입니다. 따라서 밸브에 의해 발생하는 압력 강하가 매우 작아 유량 제어 특성이 우수합니다. 버터플라이 밸브는 탄성 연질 씰과 금속 경질 씰의 두 가지 유형의 밀봉 방식으로 나뉩니다. 탄성 씰 밸브는 씰링 링이 밸브 본체에 내장되거나 버터플라이 플레이트의 외곽에 부착될 수 있습니다. 밀봉 성능이 우수하여 유량 조절은 물론 진공 배관 및 부식성 유체에도 사용할 수 있습니다. 금속 씰 밸브는 일반적으로 탄성 씰 밸브보다 수명이 길지만 완벽한 밀봉이 어렵습니다. 유량과 압력 강하가 크게 변동하고 우수한 유량 조절 성능이 요구되는 경우에 주로 사용됩니다. 금속 씰은 고온 작동 환경에 적응할 수 있는 반면, 탄성 씰은 온도에 따라 성능이 제한되는 단점이 있습니다.

2.7 체크 밸브

체크 밸브는 유체의 역류를 자동으로 방지하는 밸브입니다. 체크 밸브의 밸브 디스크는 유체 압력에 의해 열리고 유체는 입구 측에서 출구 측으로 흐릅니다. 입구 측 압력이 출구 측 압력보다 낮으면 유체 압력 차이와 자체 중력 등의 작용으로 밸브 디스크가 자동으로 닫혀 유체의 역류를 방지합니다. 구조 형태에 따라 리프트 체크 밸브와 스윙 체크 밸브로 나뉩니다. 리프트 체크 밸브는 스윙 체크 밸브보다 밀폐성이 우수하고 유체 저항이 더 큽니다. 펌프 흡입관의 흡입구에는 풋 밸브를 설치해야 합니다. 풋 밸브의 기능은 펌프를 가동하기 전에 펌프 흡입관에 물을 채우고, 펌프를 정지한 후 재가동을 위해 흡입관과 펌프 본체에 물이 가득 찬 상태를 유지하는 것입니다. 풋 밸브는 일반적으로 펌프 흡입구의 수직 배관에만 설치하며, 유체는 아래에서 위로 흐릅니다.

2.8 다이어프램 밸브

다이어프램 밸브의 개폐 부분은 밸브 본체와 밸브 커버 사이에 끼워진 고무 다이어프램입니다.

다이어프램의 돌출부는 밸브 스템에 고정되고, 밸브 본체는 고무로 라이닝되어 있습니다. 유체가 밸브 커버의 내부 공간으로 들어가지 않으므로 밸브 스템에 스터핑 박스가 필요하지 않습니다. 다이어프램 밸브는 구조가 간단하고, 밀폐 성능이 우수하며, 유지 보수가 용이하고, 유체 저항이 낮다는 장점이 있습니다. 다이어프램 밸브는 위어형, 직통형, 직각형, 직류형 등으로 구분됩니다.

3. 일반적인 밸브 선택 지침

3.1 게이트 밸브 선택 지침

일반적으로 게이트 밸브를 우선적으로 선택해야 합니다. 게이트 밸브는 증기, 오일 및 기타 유체뿐만 아니라 과립형 고형물이나 고점도 유체를 포함하는 유체에도 적합하며, 배출 및 저진공 시스템용 밸브로도 적합합니다. 고형 입자가 포함된 유체의 경우, 게이트 밸브 본체에 하나 또는 두 개의 퍼지 홀이 있어야 합니다. 저온 유체의 경우에는 저온용 특수 게이트 밸브를 선택해야 합니다.

3.2 정지 밸브 선택 지침

스톱 밸브는 유체 저항에 대한 요구 사항이 낮은 배관, 즉 압력 손실이 크게 고려되지 않는 배관이나 고온·고압 유체를 사용하는 배관 또는 장치에 적합합니다. DN < 200mm의 증기 및 기타 유체 배관에 적합하며, 니들 밸브, 계측 밸브, 샘플링 밸브, 압력 게이지 밸브 등과 같은 소형 밸브에 사용할 수 있습니다. 스톱 밸브는 유량 또는 압력 조절 기능을 제공하지만 조절 정밀도가 높지 않고 배관 직경이 비교적 작은 경우 스톱 밸브 또는 스로틀 밸브를 선택하는 것이 좋습니다. 독성이 강한 유체에는 벨로우즈 밀봉형 스톱 밸브를 선택해야 합니다. 그러나 스톱 밸브는 점도가 높거나 침전이 쉽게 발생하는 입자를 포함하는 유체에는 사용해서는 안 되며, 벤트 밸브나 저진공 시스템용 밸브로도 사용해서는 안 됩니다.

3.3 볼 밸브 선택 지침

볼 밸브는 저온, 고압, 고점도 유체에 적합합니다. 대부분의 볼 밸브는 부유 고형 입자가 포함된 유체에 사용할 수 있으며, 밀봉재의 재질 요구 사항에 따라 분말 및 과립형 유체에도 사용할 수 있습니다. 풀채널 볼 밸브는 유량 조절에는 적합하지 않지만, 빠른 개폐가 필요한 경우, 특히 사고 발생 시 비상 차단에 편리합니다. 볼 밸브는 일반적으로 엄격한 밀봉 성능, 마모, 수축 채널, 빠른 개폐, 고압 차단(큰 압력차), 저소음, 가스 발생 현상, 작은 작동 토크 및 낮은 유체 저항이 요구되는 배관에 권장됩니다. 또한 볼 밸브는 경량 구조, 저압 차단 및 부식성 유체에 적합하며, 저온 및 초저온 유체에 가장 이상적인 밸브입니다. 저온 유체용 배관 시스템 및 장치에는 밸브 커버가 있는 저온용 볼 밸브를 선택해야 합니다. 플로팅 볼 밸브를 사용할 때 밸브 시트 재질은 볼과 작동 유체의 하중을 견딜 수 있어야 합니다. 대구경 볼 밸브는 작동 시 더 큰 힘이 필요하며, DN≥200mm 볼 밸브에는 웜 기어 구동 방식을 사용해야 합니다. 고정식 볼 밸브는 대구경 및 고압 환경에 적합합니다. 또한, 독성이 강한 공정 물질이나 가연성 유체가 흐르는 배관에 사용되는 볼 밸브는 내화 및 정전기 방지 구조를 갖추어야 합니다.

3.4 스로틀 밸브 선택 지침

스로틀 밸브는 저온 고압 환경에서 유량과 압력을 조절해야 하는 부품에 적합합니다. 하지만 점도가 높거나 고형 입자가 포함된 유체에는 적합하지 않으며, 차단 밸브로도 사용할 수 없습니다.

3.5 플러그 밸브 선택 지침

플러그 밸브는 빠른 개폐가 필요한 경우에 적합합니다. 일반적으로 증기 및 고온 유체에는 적합하지 않습니다. 저온 및 고점도 유체에 사용되며, 부유 입자가 포함된 유체에도 적합합니다.

3.6 버터플라이 밸브 선택 지침

버터플라이 밸브는 대구경(예: DN 600mm 이상) 및 짧은 구조 길이 요구 사항이 있는 경우, 유량 조절 및 빠른 개폐가 필요한 경우에 적합합니다. 일반적으로 물, 오일, 압축 공기와 같은 유체에 사용되며, 온도는 80℃ 이하, 압력은 1.0MPa 이하입니다. 버터플라이 밸브는 게이트 밸브나 볼 밸브에 비해 압력 손실이 상대적으로 크기 때문에 압력 손실 요구 사항이 관대한 배관 시스템에 적합합니다.

3.7 체크 밸브 선택 지침

체크 밸브는 일반적으로 깨끗한 유체에 적합하며, 고형 입자가 포함되거나 점도가 높은 유체에는 적합하지 않습니다. DN≤40mm인 경우 리프팅 체크 밸브(수평 배관에만 설치 가능)를 사용하는 것이 좋습니다. DN＝50~400mm인 경우 스윙 리프팅 체크 밸브(수평 및 수직 배관 모두에 설치 가능, 수직 배관에 설치할 경우 유체 흐름 방향은 아래에서 위로 향해야 함)를 사용하는 것이 좋습니다. DN≥450mm인 경우 버퍼 체크 밸브를 사용하는 것이 좋습니다. DN＝100~400mm인 경우 웨이퍼 체크 밸브도 사용할 수 있습니다. 스윙 체크 밸브는 매우 높은 작동 압력(PN 42MPa까지)을 구현할 수 있으며, 쉘과 씰의 재질에 따라 물, 증기, 가스, 부식성 유체, 오일, 의약품 등 모든 유체 및 작동 온도 범위에 적용할 수 있습니다. 유체 작동 온도 범위는 -196~800℃입니다.

3.8 다이어프램 밸브 선택 지침

다이어프램 밸브는 작동 온도 200℃ 미만, 압력 1.0MPa 미만의 오일, 물, 산성 유체 및 부유물질을 함유하는 유체에 적합하지만, 유기 용매 및 강산화제에는 적합하지 않습니다. 위어형 다이어프램 밸브는 마모성 과립형 유체에 적합하며, 위어형 다이어프램 밸브를 선택할 때는 유량 특성표를 참조해야 합니다. 직통형 다이어프램 밸브는 점성 유체, 시멘트 슬러리 및 침전성 유체에 적합합니다. 특별한 요구 사항이 없는 한, 다이어프램 밸브는 진공 배관 및 진공 장비에 사용해서는 안 됩니다.