고압과 저압 볼 밸브를 구분하는 요소
구분선은 크기나 재질이 아닌 밸브의 정격 압력 등급입니다. 저압 볼 밸브는 일반적으로 최대 PN16(ASME 클래스 150에 해당) 등급을 가지며 물, 공기 및 일반 유틸리티 라인에 사용됩니다. 고압 볼 밸브는 탄소강의 경우 섭씨 38도에서 약 102bar의 냉간 작동 압력에 해당하는 ASME 클래스 600에서 시작하여 파이프라인, 유정 및 고압 공정 시스템의 경우 클래스 900, 1500 및 2500까지 확장됩니다.
ASME B16.34의 압력 온도 등급 표는 이러한 등급에 사용되는 기준입니다. 재료 그룹 1.1의 탄소강 본체의 경우 섭씨 38도에서 공칭 냉간 작동 압력은 클래스 150의 경우 약 19.6bar, 클래스 300의 경우 51.1bar, 클래스 600의 경우 102.1bar, 클래스 900의 경우 153.2bar, 클래스 1500의 경우 255.3bar, 클래스 2500의 경우 425.5bar입니다. 허용 압력은 온도에 따라 떨어집니다. 상승하므로 클래스는 항상 설계 온도와 함께 읽어야 합니다.
압력 등급에 따라 구조가 어떻게 변하는가
| 특징 | 저압 볼 밸브 | 고압 볼 밸브 |
|---|---|---|
| 전형적인 수업 | PN10~PN16, 클래스 150~300 | 클래스 600 ~ 클래스 2500 |
| 신체 경로 | 캐스트 본체, 한 조각 또는 두 조각 | 단조 바디, 3피스 또는 상단 입구 |
| 본체 재질 | 탄소강 주조 또는 스테인레스강 주조 | 단조 탄소강 또는 단조 스테인레스 스틸 |
| 볼 지원 | 라인 압력에 의해 다운스트림 시트에 눌려진 플로팅 볼 | 상단 및 하단 스템에 베어링 지지대가 있는 트러니언 장착 볼 |
| 시트 재질 | PTFE, 강화 PTFE 또는 고무 소재의 부드러운 시트 | 금속 대 금속 시트, 때로는 보조 소프트 시트 인서트 포함 |
| 작동 토크 | 낮음, 종종 레버로 작동됨 | 높음, 기어박스, 공압식 또는 전기식 작동 필요 |
| 일반적인 표준 | 일반 서비스용 ISO 17292 및 API 608 | 파이프라인 및 프로세스 격리를 위한 API 6D, 등급을 위한 ASME B16.34 |
씰링, 토크 및 작동
저압 밸브에서는 라인 압력 자체가 플로팅 볼을 다운스트림 시트에 밀어 넣기 때문에 압력이 상승함에 따라 씰이 더욱 단단해지며, 부드러운 시트 소재는 저렴한 비용으로 완벽한 차단 기능을 제공합니다-. 충전되지 않은 PTFE는 일반적으로 최대 섭씨 200도까지만 사용되며 강화 PTFE 및 PEEK는 추가 비용으로 범위를 확장하므로 부드러운 시트는 작업 온도를 제한합니다.
높은 압력에서는 떠다니는 볼에 가해지는 힘이 너무 커서 시트로 운반할 수 없게 되므로 볼은 트러니언 베어링에 의해 지지되고 시트는 스프링에 의해 지지됩니다. 금속 시트는 고온 및 마모성 서비스를 견딜 수 있지만 훨씬 더 높은 장착력이 필요합니다. 이것이 고압 밸브에 ISO 5211에 따라 배열된 장착 패드가 있는 기어박스, 공압 작동기 또는 전기 작동기가 필요한 이유입니다. 화재 안전 설계, 정전기 방지 장치 및 O-링과 흑연 패킹 조합에 의한 스템 밀봉도 클래스 600 이상의 일반적인 요구 사항입니다.
테스트 및 품질 요구 사항
압력 테스트는 두 제품군이 다시 갈라지는 부분입니다. 저압 밸브는 일반적으로 연성 시트 밸브에 적합한 허용 누출률로 API 598에 따라 쉘 및 시트 테스트를 거쳤습니다. 고압 파이프라인 밸브는 일반적으로 이중 블록 및 블리드 검사, 스템 뒷좌석 테스트 및 토크 측정을 추가하고 중요한 주문에 대해 시트 및 본체 테스트를 목격하거나 문서화하는 API 6D에 따라 테스트됩니다. 재료 추적성, 본체의 비파괴 검사 및 밀봉 표면의 용접 오버레이는 등급이 높아짐에 따라 표준 요구 사항이 됩니다. 두 제품군 모두 파열 방지 스템 설계가 필요하지만 클래스 1500 또는 클래스 2500 밸브의 스템 직경과 베어링 배열 크기는 훨씬 더 큰 추력 및 굽힘 모멘트에 맞게 조정됩니다.
비용이 많이 드는 실수를 방지하는 선택 규칙
최대압력 단독이 아닌 최대사용온도에서의 최대사용압력에서 등급을 선택하고, 실제 제공되는 몸체 재질에 대해서는 ASME B16.34 등급표를 적용합니다.
최대 PN16까지 깨끗한 저압 서비스를 위해 소프트 시트 플로팅 볼 밸브를 사용하십시오. 비용이 적게 들고 안정적으로 밀봉됩니다.
클래스 600 이상 또는 큰 직경, 높은 사이클 듀티 또는 작동이 관련된 이전 버전의 트러니언 장착 밸브로 이동하십시오. 그 이유는 작동 토크가 제어 요소가 되기 때문입니다.
온도, 마모 또는 열 순환으로 인해 폴리머 시트가 배제되는 경우 금속 시트를 지정하고 이에 따른 더 높은 작동 토크를 수용합니다.
구매 주문서에 테스트 표준을 명시하십시오. API 598과 API 6D는 서로 바꿔 사용할 수 없으며 선택에 따라 테스트 기간, 승인 기준 및 문서가 영향을 받습니다.
FAQ
Q: 볼 밸브에서 고압으로 간주되는 압력은 무엇입니까?
일반적인 산업 관행에서 등급이 클래스 600 이상이거나 미터법으로 약 10 MPa를 초과하는 밸브는 고압으로 취급됩니다. 클래스 600부터 클래스 2500까지의 등급은 탄소강의 경우 약 102bar ~ 425bar의 냉간 작동 압력으로 ASME B16.34에 적용됩니다.
Q: 고압 볼 밸브가 트러니언 장착 볼을 사용하는 이유는 무엇입니까?
그렇지 않으면 큰 공에 가해지는 압력이 전적으로 시트에 전달되기 때문입니다. 트러니언 베어링은 해당 하중을 받아 볼을 중앙에 유지하고 액추에이터의 성능 내에서 작동 토크를 유지합니다.
Q: 소프트 시트 밸브를 고압에서 사용할 수 있습니까?
소프트 시트는 때때로 깨끗하고 적당한 온도 서비스를 위해 고압에서 사용되지만 PTFE의 온도 성능과 높은 차압 하에서 시트 재료가 압출되는 문제로 인해 제한됩니다. 클래스 600 이상에서는 금속 시트가 일반적으로 선택됩니다.
Q: 저압 및 고압 볼 밸브는 동일한 방식으로 테스트됩니까?
아니요. 저압 밸브는 일반적으로 소프트 시트 누출 허용치를 적용한 API 598에 따라 테스트되는 반면, 고압 파이프라인 밸브는 일반적으로 이중 블록 앤 블리드, 스템 백시트 및 토크 검증을 추가하는 API 6D에 따라 테스트됩니다.
Q: 클래스에 따라 몸체 재질이 바뀌나요?
예. 주조 몸체는 벽 두께와 형태의 복잡성이 적당하기 때문에 낮은 등급에서는 일반적이며, 벽 부분이 더 무거운 단조 몸체는 내부 건전성과 압력 억제가 중요한 높은 등급에서 일반적입니다.
Q: 클래스 600 이상에서는 어떤 작동이 필요합니까?
작동 토크는 압력과 직경에 따라 급격히 증가하므로 ISO 5211 패드에 장착된 기어 작동기, 공압 작동기 또는 전기 작동기는 정상입니다. 수동 레버는 일반적으로 더 작고 낮은 클래스 크기로 제한됩니다.
