글로브 밸브 액화천연가스(LNG), 액체산소, 액체질소, 액체아르곤과 같이 저온 조건에서 작동하는 밸브는 재질, 구조 및 밀봉 성능에 대한 요구 사항이 더 높습니다. 저온 환경에서는 금속이 취성이 생기고, 밀봉재가 수축하며, 밸브 스템 부분이 동결로 막힐 수도 있습니다. 따라서 일반 글로브 밸브는 직접 사용할 수 없습니다.
저온 매체 운송의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해 글로브 밸브는 일련의 특수 설계 요건을 충족해야 합니다. 본 문서에서는 저온 응용 분야의 글로브 밸브에 대한 주요 설계 고려 사항을 전문가의 관점에서 요약하는 동시에, 이해하기 쉽고 기술적으로 심도 있는 내용을 제공하기 위해 이해하기 쉬운 설명을 제공합니다.
이는 저온 밸브의 가장 전형적인 구조적 특징입니다.
저온 매체는 매우 낮은 온도(예: -196°C)까지 도달할 수 있습니다. 밸브 스템 부분이 이러한 저온에 직접 노출되면 패킹이 갈라지거나 탄성을 잃을 수 있습니다. 롱 보닛 설계의 목적은 다음과 같습니다.
●밸브 스템과 패킹을 저온 구역에서 멀리 두십시오.
●포장부 주변 온도를 높게 유지하여 동결 및 밀봉 불량을 방지합니다.
긴 보닛의 높이는 일반적으로 작동 조건, 매체 온도, 파이프라인 단열재의 두께에 따라 결정됩니다.
간단히 말해, 긴 보닛은 밸브의 밀봉 코어가 동결로 인해 손상되는 것을 방지합니다.
낮은 온도에서는 일반 탄소강의 인성이 약해지고 심지어는 파손될 수도 있으므로 재료 선택이 매우 중요합니다.
●스테인리스 스틸(예: 304, 316, 316L)
저온 응용 분야에 가장 일반적으로 사용되는 소재로, -196°C에서도 우수한 인성을 유지합니다.
●저온탄소강(LCC, LCB)
적당히 낮은 온도(예: -46°C ~ -101°C)에는 적합하지만 극한의 극저온 조건에는 적합하지 않습니다.
재료는 예상되는 최소 작동 온도에서 충분한 충격 강도와 구조적 안정성을 유지해야 합니다.
낮은 온도로 인해 포장재가 굳어지고 수축되어 다음과 같은 결과가 발생할 수 있습니다.
●밀봉력 감소
●누출 위험 증가
●더 높은 작동 토크
이 문제를 해결하려면 설계에 다음이 포함되어야 합니다.
●유연한 흑연, PTFE 또는 저온 특정 패킹 조합 사용
●수축을 보상하여 지속적인 밀봉을 유지할 수 있는 샘 구조
●일부 고급 극저온 글로브 밸브는 일정한 밀봉력을 보장하기 위해 스프링 장착 패킹을 사용하기도 합니다.
금속은 저온에서 수축하며, 재료마다 수축 속도가 다릅니다. 부적절한 결합은 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다.
●밸브 시트의 응력 불균형
●씰링면의 변형
● 불완전한 폐쇄 또는 고착
따라서 설계에서는 다음 사항을 보장해야 합니다.
●밸브 시트와 디스크 재질의 열팽창계수 적합성
●저온 충격에 적합한 밀봉 표면 경도 및 인성
● 안정성과 신뢰성 있는 밀봉 성능을 보장하기 위해 완전 단조 스테인리스 스틸을 자주 사용
저온 밸브의 표면은 서리나 얼음이 형성되기 쉽고, 이로 인해 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.
● 어려운 조작
●회전을 방해하는 동결
●가속 표면 부식
솔루션은 다음과 같습니다.
●외부 표면 결로 방지 설계
●외부 단열층 제공
● 저온 구역에서 멀리 떨어진 곳에 액추에이터 또는 핸드휠 위치 지정
이러한 조치는 LNG 시설 및 기타 극저온 화학 응용 분야에서 특히 중요합니다.
●충분한 인장강도
●취성파괴를 방지하는 높은 인성
●마찰 및 마모를 최소화하기 위한 적절한 표면 경도
일반적으로 사용되는 소재로는 304 및 316 시리즈 스테인리스 스틸이나 기타 저온 인증 합금이 있습니다.
수동 핸드휠이든 공압/전기 액추에이터이든 동결 방지는 필수입니다.
●수동밸브 : 동결방지를 위해 작동영역을 확장
●공압 액추에이터 : 결로 방지 대책을 시행하세요
●전기 액추에이터: 습기 및 동결 방지 기능 추가
저온 환경에서는 외부 메커니즘이 작동을 멈추면 밸브 제어가 불가능해질 수 있습니다.
저온 환경에서는 글로브 밸브에 더 높은 신뢰성 요구 사항이 적용됩니다. 재질, 구조, 밀봉 방식 등 모든 설계는 저온 기준을 엄격히 준수해야 합니다. 일반 글로브 밸브는 극저온 환경에서 안전성을 보장할 수 없습니다. 따라서 특수 극저온 글로브 밸브를 선택하고 제조업체가 적절한 저온 시험 및 인증 역량을 갖추고 있는지 확인하는 것이 중요합니다.
Q1: 표준 글로브 밸브를 저온 매체에 직접 사용할 수 있나요?
아니요. 표준 밸브 소재와 구조는 저온 조건에서 취성 파괴, 누출 또는 고장이 발생하기 쉽습니다.
Q2: 긴 보닛의 표준 높이가 있나요?
일반적으로 높이는 매체 온도, 단열재 두께, 설치 공간에 따라 결정되며, 일반적으로 250mm에서 500mm 사이입니다. 그러나 제조업체는 실제 작동 조건에 따라 높이를 설계해야 합니다.
Q3: 저온 글로브 밸브는 반드시 스테인리스 스틸로 만들어야 합니까?
대부분의 경우 그렇습니다. 스테인리스강은 극저온에서도 최고의 인성을 유지하기 때문입니다. 중간 정도의 저온에서는 LCB나 LCC와 같은 저온 탄소강을 사용할 수도 있습니다.
Q4: 저온 밸브에는 특별한 테스트가 필요합니까?
네. 평판이 좋은 제조업체는 저온 성능 테스트(극저온 테스트)를 실시하여 안정적인 밀봉 및 작동을 보장합니다.
