산업용 유체 제어 분야에서버터플라이 밸브파이프라인에서 액체, 기체 및 슬러리의 흐름을 조절, 유도 및 차단하는 데 중요한 역할을 합니다. 플랜지 버터플라이 밸브는 연결 방식의 한 유형으로, 밸브 본체 양쪽 끝에 일체형 플랜지가 있어 파이프 플랜지에 안전하게 볼트로 연결할 수 있습니다.
1/4회전 회전 메커니즘플랜지 버터플라이 밸브게이트 밸브나 글로브 밸브와 같은 선형 밸브와 구별되며 속도와 공간 효율성 측면에서 이점을 제공합니다.
이 글에서는 플랜지 버터플라이 밸브의 세부 사항을 살펴보겠습니다. 설계, 유형, 재료, 용도, 장단점, 설치, 유지관리, 다른 밸브와의 비교, 미래 동향 등을 다루겠습니다.
1. 정의 및 작동 원리
플랜지 버터플라이 밸브는 90도 회전하는 밸브로, 스템 회전을 통해 유체 흐름을 제어하는 디스크가 특징입니다. 밸브 본체는 양쪽 끝에 플랜지가 있어 파이프라인에 직접 볼트로 연결할 수 있습니다. 플랜지 버터플라이 밸브는 볼트 구멍이 있는 돌출형 또는 평평한 플랜지를 사용하여 저압, 중압, 고압 및 소구경, 중형, 대구경에 적합한 더욱 견고하고 안정적인 연결을 제공합니다.
작동 원리는 간단하고 효과적입니다. 밸브는 밸브 본체, 밸브 디스크, 밸브 스템, 밸브 시트, 그리고 액추에이터로 구성됩니다. 핸들이나 기어를 조작하거나 자동 액추에이터로 밸브 스템을 회전시키면 밸브 디스크는 유로와 평행한 위치(완전 개방)에서 수직인 위치(완전 폐쇄)로 회전합니다. 개방 위치에서는 밸브 디스크가 파이프라인 축과 정렬되어 흐름 저항과 압력 손실을 최소화합니다. 폐쇄 상태에서는 밸브 디스크가 밸브 본체 내부의 시트와 밀착됩니다.
이 메커니즘은 빠른 밸브 작동을 가능하게 하며, 일반적으로 90도 회전만으로 작동하여 멀티턴 밸브보다 빠릅니다. 플랜지 버터플라이 밸브는 양방향 흐름을 처리할 수 있으며, 일반적으로 탄성 시트 또는 금속 시트가 장착되어 완벽한 차단을 보장합니다. 이러한 설계는 빈번한 전환이 필요하거나 공간이 제한된 시스템에 특히 적합합니다.
2. 구성 요소
주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
- 밸브 바디: 일반적으로 이중 플랜지 구조인 외부 하우징은 구조적 연결을 제공하고 내부 구성품을 수용합니다. 일반 용도에는 탄소강, 내식성에는 스테인리스강, 해양 환경에는 니켈-알루미늄 청동, 극한 환경에서는 합금강이 사용됩니다.
- 밸브 디스크:유선형 또는 평면형으로 제공되는 회전 요소가 유량을 제어합니다. 디스크는 성능 향상을 위해 중앙 또는 오프셋으로 배치할 수 있습니다. 내마모성 향상을 위해 스테인리스강, 알루미늄 청동 또는 나일론 코팅이 사용됩니다.
- 줄기: 밸브 디스크와 액추에이터를 연결하는 샤프트는 회전력을 전달합니다. 스테인리스강이나 고강도 합금은 토크를 견딥니다.
일반적으로 누출을 방지하기 위해 씰이 장착된 관통형 샤프트 또는 2피스 스템이 사용됩니다.
- 좌석: 밀봉 표면은 EPDM 또는 PTFE와 같은 탄성체 재료로 만들어집니다. EPDM (-20°F에서 250까지°F), 부나-N(0°F에서 200까지°F), 비톤(-10°F에서 400까지°F), 또는 PTFE(-100°F에서 450까지°F)는 연성 씰에 사용되고, 스테인리스 스틸이나 인코넬과 같은 금속 재료는 고온 경성 씰에 사용됩니다.
- 액추에이터: 수동으로(핸들, 기어) 작동하거나 동력으로(공압, 전기) 작동함.
- 패킹 및 개스킷: 구성 요소 사이와 플랜지 연결부에서 누출 방지 씰을 보장합니다.
이러한 구성 요소는 함께 작동하여 안정적인 흐름 제어를 제공합니다.
3. 플랜지 버터플라이 밸브의 종류
플랜지 버터플라이 밸브는 디스크 정렬, 작동 방법, 본체 유형에 따라 다음과 같이 분류할 수 있습니다.
3.1 정렬
- 동심원(제로 오프셋): 밸브 스템이 디스크 중앙을 관통하며 탄력 있는 시트를 갖추고 있습니다. 이 밸브는 최대 250°C의 저압 어플리케이션에 적합합니다.°F.
- 이중 오프셋: 밸브 스템이 디스크 뒤쪽과 중앙에서 벗어나 오프셋되어 시트 마모를 줄입니다. 이 밸브는 중압 및 최대 400°C의 온도에 적합합니다.°F.
- 트리플 오프셋: 테이퍼형 시트 각도가 증가하여 금속 간 씰이 형성됩니다. 이 밸브는 고압(최대 클래스 600) 및 고온(최대 클래스 1200)에 적합합니다.°F) 적용 분야 및 누출 방지 요구 사항 충족.
3.2 작동 방법
작동 유형에는 수동, 공압, 전기 및 유압이 있어 다양한 작동 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
4. 산업 응용 분야
플랜지 버터플라이 밸브는 다음과 같은 분야에서 널리 사용됩니다.
- 물 및 폐수 처리: 처리 시설과 분류 시스템에서 유량을 조절하는 데 사용됩니다. - 화학 처리: 산, 알칼리 및 용매를 처리하려면 부식 방지 재료가 필요합니다.
- 석유 및 가스: 원유, 천연가스 및 정제 공정을 위한 배관.
- HVAC 시스템: 난방 및 냉방 네트워크의 공기와 물 흐름을 제어합니다.
- 발전: 증기, 냉각수, 연료를 관리합니다.
- 식품 및 음료: 무균 액체 취급을 위한 위생적인 디자인.
- 제약: 무균 환경에서의 정확한 제어.
- 해양 및 펄프 및 종이: 해수, 펄프 및 화학 처리에 사용됩니다.
5. 플랜지 버터플라이 밸브의 장단점
5.1 장점:
- 소형이고 가벼워 설치 비용과 공간 요구 사항이 줄어듭니다.
- 빠른 1/4 회전 작동 및 신속한 대응.
- 직경이 클수록 비용이 낮아집니다.
- 개방 시 압력 손실이 적고 에너지 효율이 높습니다.
- 우수한 밀봉 성능으로 유체 스위칭에 적합합니다.
- 유지관리가 쉽고 자동화 시스템과 호환됩니다.
5.2 단점:
- 밸브 디스크가 열려 있을 때 흐름 경로를 막아 압력 손실이 발생합니다. - 고압 응용 분야에서는 조절 용량이 제한되어 잠재적으로 캐비테이션이 발생합니다.
- 부드러운 밸브 시트는 연마 매체에서 더 빨리 마모됩니다.
- 너무 빨리 닫으면 수격 현상이 발생할 수 있습니다.
- 일부 설계에는 더 높은 초기 토크가 필요하므로 더 강력한 액추에이터가 필요합니다.
6. 버터플라이 밸브 설치 방법
설치하는 동안 밸브 플랜지를 파이프 플랜지에 맞춰서 볼트 구멍이 맞는지 확인하세요.
밀봉을 위해 개스킷을 삽입합니다.
볼트와 너트를 이용해 고정하고, 변형을 방지하기 위해 균등하게 조입니다.
더블 플랜지 밸브는 양쪽을 동시에 정렬해야 하지만, 러그형 밸브는 한 번에 한쪽만 볼트로 고정할 수 있습니다.
압력을 가하기 전에 밸브를 순환하여 디스크의 자유로운 움직임을 확인하세요.
수직으로 설치하는 경우 침전물이 쌓이는 것을 방지하기 위해 밸브 스템을 수평으로 위치시켜야 합니다.
항상 API 598과 같은 제조업체의 지침과 테스트 표준을 따르세요.
7. 표준 및 규정
플랜지 버터플라이 밸브안전 및 상호 운용성 표준을 준수해야 합니다.
- 디자인: API 609, EN 593, ASME B16.34. - 테스트: API 598, EN 12266-1, ISO 5208.
- 플랜지: ASME B16.5, DIN, JIS.
- 인증: CE, SIL3, API 607(화재 안전).
8. 다른 밸브와의 비교
게이트 밸브와 비교했을 때 플랜지 버터플라이 밸브는 작동 속도가 빠르고 조절 기능을 제공하지만 흐름에 대한 저항은 약간 낮습니다.
볼 밸브와 비교했을 때, 더 큰 직경의 경우 경제적이지만 개방 중에 압력 손실이 더 큽니다.
글로브 밸브는 더 정밀한 조절 기능을 제공하지만, 크기가 더 크고 가격이 비쌉니다.
전반적으로 버터플라이 밸브는 공간 제약이 있고 비용에 민감한 응용 분야에 적합합니다.