밸브가 사용되는 곳

밸브가 사용되는 곳 : 모든 곳!

2017 년 11 월 8 일 Greg Johnson 작성

밸브는 가정, 거리 아래, 상업용 건물, 발전소, 제지 공장, 정유 공장, 화학 공장 및 기타 산업 및 인프라 시설 내의 수천 곳에서 거의 모든 곳에서 찾을 수 있습니다.
밸브 산업은 물 분배에서 원자력, 상류 및 하류 석유 및 가스에 이르기까지 다양한 부문으로 인해 진정으로 어깨가 넓습니다. 이러한 각 최종 사용자 산업은 몇 가지 기본 유형의 밸브를 사용합니다. 그러나 구조 및 재료의 세부 사항은 종종 매우 다릅니다. 다음은 샘플링입니다.

수자원
물 분배의 세계에서 압력은 거의 항상 상대적으로 낮고 주변 온도입니다. 이 두 가지 적용 사실은 고온 스팀 밸브와 같이 더 까다로운 장비에서는 찾을 수없는 여러 밸브 설계 요소를 허용합니다. 상수도의 주변 온도로 인해 다른 곳에서는 적합하지 않은 엘라스토머 및 고무 씰을 사용할 수 있습니다. 이러한 부드러운 소재를 사용하면 물 밸브를 장착하여 물방울을 단단히 막을 수 있습니다.

급수 밸브의 또 다른 고려 사항은 구성 재료의 선택입니다. 주철 및 연성 철은 수계, 특히 큰 외경 라인에서 광범위하게 사용됩니다. 매우 작은 라인은 청동 밸브 재료로 아주 잘 처리 할 수 ​​있습니다.

대부분의 수도 밸브가 보는 압력은 일반적으로 200psi보다 훨씬 낮습니다. 이것은 더 두꺼운 벽의 고압 설계가 필요하지 않음을 의미합니다. 즉, 최대 약 300psi의 더 높은 압력을 처리하기 위해 워터 밸브가 구축 된 경우가 있습니다. 이러한 응용 분야는 일반적으로 압력 원에 가까운 긴 수로에 있습니다. 때때로 고압 물 밸브는 높은 댐의 가장 높은 압력 지점에서 발견됩니다.

미국 수도 협회 (AWWA)는 상수도 응용 분야에 사용되는 다양한 유형의 밸브 및 액추에이터에 대한 사양을 발표했습니다.

폐수
시설이나 구조물로 들어가는 신선한 음용수의이면은 폐수 나 하수도 출력입니다. 이 라인은 모든 폐액과 고형물을 수집하여 하수 처리장으로 보냅니다. 이러한 처리 공장은 "더러운 작업"을 수행하기 위해 많은 저압 배관과 밸브를 갖추고 있습니다. 대부분의 경우 폐수 밸브에 대한 요구 사항은 깨끗한 물 서비스 요구 사항보다 훨씬 관대합니다. 아이언 게이트 및 체크 밸브는 이러한 유형의 서비스에 가장 많이 사용되는 선택입니다. 이 서비스의 표준 밸브는 AWWA 사양에 따라 제작됩니다.

전력 산업
미국에서 생산되는 대부분의 전력은 화석 연료와 고속 터빈을 사용하는 증기 발전소에서 생산됩니다. 현대식 발전소의 덮개를 벗겨 내면 고압, 고온 배관 시스템을 볼 수 있습니다. 이러한 주요 라인은 증기 발전 공정에서 가장 중요합니다.

게이트 밸브는 특수 목적의 Y 패턴 글로브 밸브도 있지만 발전소 켜기 / 끄기 응용 분야의 주요 선택으로 남아 있습니다. 고성능, 중요 서비스 볼 밸브는 일부 발전소 설계자들에게 인기를 얻고 있으며 한때 선형 밸브가 지배하던 세상에 진출하고 있습니다.

야금은 전력 응용 분야의 밸브, 특히 압력 및 온도의 초 임계 또는 초초 임계 작동 범위에서 작동하는 밸브에 중요합니다. F91, F92, C12A는 여러 인코넬 및 스테인리스 강 합금과 함께 오늘날의 발전소에서 일반적으로 사용됩니다. 압력 등급에는 1500, 2500 및 경우에 따라 4500이 포함됩니다. 피크 발전소 (필요한 경우에만 작동하는 발전소)의 조절 특성은 밸브와 배관에 큰 부담을 주므로 사이클링, 온도 및 온도의 극한 조합을 처리하기위한 견고한 설계가 필요합니다. 압력.
주요 증기 밸브 외에도 발전소에는 수많은 게이트, 글로브, 체크, 버터 플라이 및 볼 밸브로 채워진 보조 파이프 라인이로드됩니다.

원자력 발전소는 동일한 증기 / 고속 터빈 원리로 작동합니다. 주요 차이점은 원자력 발전소에서는 핵분열 과정에서 발생하는 열에 의해 증기가 생성된다는 것입니다. 원자력 발전소 밸브는 혈통과 절대적인 신뢰성에 대한 추가 요구 사항을 제외하고는 화석 연료를 사용하는 사촌과 유사합니다. 핵 밸브는 수백 페이지에 달하는 자격 및 검사 문서와 함께 매우 높은 표준으로 제조됩니다.

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석유 및 가스 생산
유정과 가스정과 생산 시설은 많은 헤비 듀티 밸브를 포함하여 밸브를 많이 사용합니다. 수백 피트의 공기를 뿜어내는 기름이 더 이상 발생하지는 않지만 이미지는 지하 석유와 가스의 잠재적 압력을 보여줍니다. 이것이 우물 머리 또는 크리스마스 트리가 우물의 긴 파이프 스트링 상단에 배치되는 이유입니다. 밸브와 특수 피팅이 조합 된이 어셈블리는 10,000psi 이상의 압력을 처리하도록 설계되었습니다. 요즘 땅을 파는 우물에서는 거의 발견되지 않지만, 극심한 압력은 종종 깊은 해양 우물에서 발견됩니다.

Wellhead 장비 설계는 6A, Spec for Wellhead 및 Christmas Tree Equipment와 같은 API 사양에 포함됩니다. 6A에 포함 된 밸브는 매우 높은 압력이지만 적당한 온도를 위해 설계되었습니다. 대부분의 크리스마스 트리에는 게이트 밸브와 초크라는 특수 글로브 밸브가 있습니다. 초크는 우물의 흐름을 조절하는 데 사용됩니다.

유정 자체 외에도 많은 보조 시설이 석유 또는 가스전을 채 웁니다. 오일 또는 가스를 전처리하는 공정 장비에는 여러 개의 밸브가 필요합니다. 이 밸브는 일반적으로 낮은 등급의 탄소강 등급입니다.

때때로, 부식성이 강한 유체 인 황화수소가 원유 흐름에 존재합니다. 신 가스라고도하는이 물질은 치명적일 수 있습니다. 사워 가스의 문제를 해결하려면 NACE International 사양 MR0175에 따른 특수 재료 또는 재료 처리 기술을 따라야합니다.

근해 산업
해양 석유 굴착 장치 및 생산 시설을위한 배관 시스템에는 다양한 유량 제어 문제를 처리하기 위해 다양한 사양에 맞게 제작 된 수많은 밸브가 포함되어 있습니다. 이러한 시설에는 다양한 제어 시스템 루프와 압력 완화 장치도 포함되어 있습니다.

석유 생산 시설의 경우 동맥 심장은 실제 석유 또는 가스 회수 배관 시스템입니다. 항상 플랫폼 자체에있는 것은 아니지만 많은 생산 시스템이 크리스마스 트리와 10,000 피트 이상의 수심에서 작동하는 배관 시스템을 사용합니다. 이 생산 장비는 엄격한 API (American Petroleum Institute) 표준에 따라 제작되었으며 여러 API 권장 관행 (RP)에서 참조됩니다.

대부분의 대형 석유 플랫폼에서는 유정에서 나오는 원유에 추가 공정이 적용됩니다. 여기에는 탄화수소에서 물을 분리하고 유체 흐름에서 가스와 천연 가스 액체를 분리하는 것이 포함됩니다. 이러한 크리스마스 트리 배관 시스템은 일반적으로 API 594, API 600, API 602, API 608 및 API 609와 같은 API 밸브 사양에 따라 설계된 밸브를 사용하여 American Society of Mechanical Engineers B31.3 배관 코드에 따라 제작됩니다.

이러한 시스템 중 일부에는 API 6D 게이트, 볼 및 체크 밸브도 포함될 수 있습니다. 플랫폼 또는 드릴 선박의 모든 파이프 라인은 시설 내부에 있으므로 파이프 라인에 API 6D 밸브를 ​​사용하기위한 엄격한 요구 사항이 적용되지 않습니다. 이러한 배관 시스템에는 여러 밸브 유형이 사용되지만 선택한 밸브 유형은 볼 밸브입니다.

파이프 라인
대부분의 파이프 라인은 보이지 않지만 그 존재는 일반적으로 분명합니다. "석유 파이프 라인"을 나타내는 작은 표지판은 지하 운송 파이프가 있다는 분명한 지표 중 하나입니다. 이 파이프 라인에는 길이를 따라 많은 중요한 밸브가 장착되어 있습니다. 비상 파이프 라인 차단 밸브는 표준, 코드 및 법률에 지정된 간격으로 발견됩니다. 이 밸브는 누출 또는 유지 보수가 필요할 때 파이프 라인의 한 부분을 격리하는 중요한 서비스를 제공합니다.

또한 파이프 라인 경로를 따라 흩어져있는 시설은 라인이 지상에서 나오고 라인 접근이 가능한 시설입니다. 이 스테이션은 라인을 검사하거나 청소하기 위해 파이프 라인에 삽입 된 장치로 구성된 "돼지"발사 장비의 본거지입니다. 이 돼지 발사 스테이션에는 일반적으로 게이트 또는 볼 유형의 여러 밸브가 있습니다. 파이프 라인 시스템의 모든 밸브는 돼지가 통과 할 수 있도록 전체 포트 (완전 개방) 여야합니다.

파이프 라인은 또한 파이프 라인의 마찰과 싸우고 라인의 압력과 흐름을 유지하기 위해 에너지가 필요합니다. 높은 크래킹 타워가없는 작은 버전의 공정 플랜트처럼 보이는 압축기 또는 펌핑 스테이션이 사용됩니다. 이 스테이션에는 수십 개의 게이트, 볼 및 체크 파이프 라인 밸브가 있습니다.
파이프 라인 자체는 다양한 표준 및 코드에 따라 설계되었으며 파이프 라인 밸브는 API 6D 파이프 라인 밸브를 따릅니다.
주택과 상업용 구조물에 공급되는 더 작은 파이프 라인도 있습니다. 이 라인은 물과 가스를 제공하며 차단 밸브로 보호됩니다.
특히 미국 북부 지역의 대규모 지자체는 상업 고객의 난방 요구 사항에 증기를 제공합니다. 이러한 증기 공급 라인에는 증기 공급을 제어하고 조절하기위한 다양한 밸브가 장착되어 있습니다. 유체는 증기이지만 압력과 온도는 발전소 증기 생성에서 발견되는 것보다 낮습니다. 이 서비스에는 다양한 밸브 유형이 사용되지만 유서 깊은 플러그 밸브가 여전히 인기있는 선택입니다.

정유 및 석유 화학
정유 밸브는 다른 밸브 부문보다 더 많은 산업용 밸브 사용을 설명합니다. 정유 공장은 부식성 유체와 경우에 따라 고온이 모두있는 곳입니다.
이러한 요소는 API 600 (게이트 밸브), API 608 (볼 밸브) 및 API 594 (체크 밸브)와 같은 API 밸브 설계 사양에 따라 밸브가 구축되는 방식을 나타냅니다. 이러한 밸브 중 많은 부분에서 발생하는 가혹한 서비스로 인해 추가 부식 허용치가 종종 필요합니다. 이 허용치는 API 설계 문서에 지정된 더 큰 벽 두께를 통해 나타납니다.

거의 모든 주요 밸브 유형은 일반적인 대형 정유소에서 풍부하게 찾을 수 있습니다. 유비쿼터스 게이트 밸브는 여전히 인구가 가장 많은 언덕의 왕이지만 1/4 회전 밸브는 점점 더 많은 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 이 산업에서 성공적으로 진출한 1/4 회전 제품 (한때 선형 제품이 지배적 이었음)에는 고성능 삼중 오프셋 버터 플라이 밸브 및 금속 시트 볼 밸브가 포함됩니다.

표준 게이트, 글로브 및 체크 밸브는 여전히 한꺼번에 발견되며, 디자인과 제조 경제성으로 인해 곧 사라지지 않을 것입니다.
정유 밸브의 압력 등급은 클래스 150에서 클래스 1500까지의 범위를 실행하며 클래스 300이 가장 많이 사용됩니다.
등급 WCB (주조) 및 A-105 (단조)와 같은 일반 탄소강은 정유 서비스 용 밸브에 지정되고 사용되는 가장 인기있는 재료입니다. 많은 정련 공정 응용 분야에서 일반 탄소강의 온도 상한을 밀어 붙이며 이러한 응용 분야를 위해 고온 합금이 지정됩니다. 이들 중 가장 인기있는 것은 1-1 / 4 % Cr, 2-1 / 4 % Cr, 5 % Cr 및 9 % Cr과 같은 크롬 / 몰리 강입니다. 스테인리스 강과 고 니켈 합금도 일부 특히 가혹한 정제 공정에 사용됩니다.

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화학
화학 산업은 모든 유형과 재료의 밸브를 많이 사용합니다. 소규모 배치 플랜트에서 걸프만에있는 거대한 석유 화학 단지에 이르기까지 밸브는 화학 공정 배관 시스템의 큰 부분을 차지합니다.

화학 공정의 대부분의 응용 분야는 많은 정제 공정 및 발전보다 압력이 낮습니다. 화학 플랜트 밸브 및 배관에 가장 많이 사용되는 압력 등급은 클래스 150 및 300입니다. 화학 플랜트는 또한 지난 40 년 동안 볼 밸브가 선형 밸브와 경쟁해온 시장 점유율의 가장 큰 동인이었습니다. 제로 누수 차단 기능이있는 탄성 시트 볼 밸브는 많은 화학 플랜트 응용 분야에 적합합니다. 볼 밸브의 컴팩트 한 크기도 인기있는 기능입니다.
선형 밸브가 선호되는 일부 화학 플랜트 및 플랜트 프로세스가 여전히 있습니다. 이러한 경우, 벽이 더 얇고 무게가 더 가벼운 인기있는 API 603 설계 밸브가 일반적으로 게이트 또는 글로브 밸브를 선택합니다. 일부 화학 물질의 제어는 다이어프램 또는 핀치 밸브로도 효과적으로 수행됩니다.
많은 화학 물질 및 화학 제조 공정의 부식성 특성 때문에 재료 선택이 중요합니다. 실질적인 재료는 오스테 나이트 계 스테인리스 강의 316 / 316L 등급입니다. 이 재료는 때때로 불쾌한 유체의 부식을 방지하는 데 효과적입니다.

부식성이 강한 일부 응용 분야의 경우 더 많은 보호가 필요합니다. 317, 347 및 321과 같은 다른 고성능 등급의 오스테 나이트 계 스테인리스 강이 이러한 상황에서 종종 선택됩니다. 화학 유체를 제어하기 위해 때때로 사용되는 다른 합금에는 Monel, Alloy 20, Inconel 및 17-4 PH가 있습니다.

LNG 및 가스 분리
액체 천연 가스 (LNG)와 가스 분리에 필요한 공정 모두 광범위한 배관에 의존합니다. 이러한 응용 분야에는 매우 낮은 극저온에서 작동 할 수있는 밸브가 필요합니다. 미국에서 빠르게 성장하고있는 LNG 산업은 가스 액화 공정을 지속적으로 업그레이드하고 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 이를 위해 배관과 밸브가 훨씬 더 커지고 압력 요구 사항이 높아졌습니다.

이러한 상황에서 밸브 제조업체는 더 까다로운 매개 변수를 충족하기위한 설계를 개발해야했습니다. 1/4 회전 볼 및 버터 플라이 밸브는 LNG 서비스에 널리 사용되며 316ss [스테인리스 강]이 가장 많이 사용되는 재료입니다. ANSI Class 600은 대부분의 LNG 응용 분야에서 일반적인 압력 상한선입니다. 1/4 회전 제품이 가장 인기있는 밸브 유형이지만, 게이트, 글로브 및 체크 밸브도 공장에서 찾을 수 있습니다.

가스 분리 서비스는 가스를 개별 기본 요소로 분할하는 것입니다. 예를 들어, 공기 분리 방법은 질소, 산소, 헬륨 및 기타 미량 가스를 생성합니다. 공정의 매우 낮은 온도 특성은 많은 극저온 밸브가 필요함을 의미합니다.

LNG 및 가스 분리 플랜트에는 이러한 극저온 조건에서 작동 가능한 상태를 유지해야하는 저온 밸브가 있습니다. 이는 밸브 패킹 시스템이 가스 또는 응축 컬럼을 사용하여 저온 유체에서 멀리 상승되어야 함을 의미합니다. 이 가스 칼럼은 유체가 패킹 영역 주변에 얼음 공을 형성하는 것을 방지하여 밸브 스템이 회전하거나 상승하는 것을 방지합니다.

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상업용 건물
상업용 건물이 우리를 둘러싸고 있지만 건축시 세심한주의를 기울이지 않으면 벽돌, 유리 및 금속 벽 안에 숨겨져있는 수많은 유체 동맥에 대한 단서가 없습니다.

거의 모든 건물의 공통 분모는 물입니다. 이러한 모든 구조에는 음용수, 폐수, 온수, 중수 및 방화 형태의 다양한 수소 / 산소 화합물 조합을 운반하는 다양한 배관 시스템이 포함되어 있습니다.

건물 생존 관점에서 보면 화재 시스템이 가장 중요합니다. 건물의 화재 예방은 거의 보편적으로 공급되고 깨끗한 물로 채워집니다. 소방수 시스템이 효과적이려면 신뢰할 수 있고 충분한 압력이 있어야하며 구조 전체에 편리하게 위치해야합니다. 이 시스템은 화재시 자동으로 전원을 공급하도록 설계되었습니다.
고층 건물은 최상층과 최하층에 동일한 수압 서비스가 필요하므로 물을 위로 올리려면 고압 펌프와 배관을 사용해야합니다. 배관 시스템은 일반적으로 건물 높이에 따라 Class 300 또는 600입니다. 이러한 응용 분야에서는 모든 유형의 밸브가 사용됩니다. 그러나 밸브 설계는 화재 주 서비스를 위해 Underwriters Laboratories 또는 Factory Mutual의 승인을 받아야합니다.

승인 절차가 엄격하지는 않지만 소화 밸브에 사용되는 동일한 등급 및 유형의 밸브가 음용수 분배에 사용됩니다.
사무실 건물, 호텔 및 병원과 같은 대규모 비즈니스 구조에서 볼 수있는 상업용 에어컨 시스템은 일반적으로 중앙 집중식입니다. 그들은 차가운 또는 높은 온도를 전달하는 데 사용되는 유체를 냉각하거나 가열하는 대형 냉각 장치 또는 보일러를 가지고 있습니다. 이러한 시스템은 종종 R-134a (하이드로 플루오로 카본) 또는 주요 난방 시스템의 경우 증기와 같은 냉매를 처리해야합니다. 버터 플라이 및 볼 밸브의 콤팩트 한 크기로 인해 이러한 유형은 HVAC 냉각기 시스템에서 널리 사용되었습니다.

증기 측면에서 일부 1/4 회전 밸브가 사용에 들어 갔지만 많은 배관 엔지니어는 특히 배관에 맞대기 용접이 필요한 경우 여전히 선형 게이트 및 글로브 밸브에 의존합니다. 이러한 중간 정도의 증기 응용 분야에서 강철의 용접성 때문에 강철이 주철 대신 사용되었습니다.

일부 난방 시스템은 증기 대신 온수를 전달 유체로 사용합니다. 이러한 시스템은 청동 또는 철 밸브로 잘 작동합니다. 1/4 회전 탄성 시트 볼 및 버터 플라이 밸브는 매우 인기가 있지만 일부 선형 설계가 여전히 사용됩니다.

결론
이 기사에 언급 된 밸브 적용에 대한 증거는 스타벅 스나 할머니 댁을 여행하는 동안 볼 수 없지만 매우 중요한 밸브가 항상 근처에 있습니다. 엔진으로 들어가는 연료의 흐름을 제어하는 ​​기화기의 밸브와 피스톤으로 들어가고 다시 나가는 가솔린의 흐름을 제어하는 ​​엔진의 밸브와 같이 자동차 엔진에는 밸브도 있습니다. 그리고 그 밸브가 우리의 일상 생활에 충분히 가깝지 않다면 우리의 심장이 4 개의 중요한 흐름 제어 장치를 통해 규칙적으로 뛰는 현실을 고려하십시오.

이것은 현실의 또 다른 예일뿐입니다. 밸브는 어디에나 있습니다. VM
이 기사의 2 부에서는 밸브가 사용되는 추가 산업을 다룹니다. www.valvemagazine.com을 방문하여 펄프 및 제지, 해양 응용 분야, 댐 및 수력 발전, 태양열, 철 및 강철, 항공 우주, 지열, 공예 양조 및 증류에 대해 읽어보십시오.

GREG JOHNSON은 휴스턴에있는 United Valve (www.unitedvalve.com)의 사장입니다. 그는 VALVE Magazine의 기고 편집자이자 Valve Repair Council의 전 회장이자 현재 VRC 이사회 멤버입니다. 그는 또한 VMA의 교육 및 훈련위원회에서 활동하고 있으며 VMA 통신위원회의 부회장이며 제조업체 표준화 협회의 전 회장입니다. 


포스트 시간 : 2020 년 9 월 29 일

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