Inner Valve (valve trim) 선정

밸브 트림(trim) 선정

 

밸브에서 Body, Bonnet을 제외하고, 유체와 직접적으로 접촉하는 부분을 Trim (Inner Valve)이라 한다. Trim의 Port는 밸브 수명을 좌우하는 중요 한 부분으로서 예를들면, 글로브밸브는 Plug, Seat, Stem, Guides,Bushing Cage 등을 말하며, Packing Box도 Trim의 부속품으로 간주하여 Spring, Lantern Ring도 여기에 속한다.

Inner Valve 설계는 유량의 개폐는 물론, 유량조절외에 밸브의 작동범위 (Travel), 용량(Capacity), 작동힘(Tarque), 진동(Vibration), 뒤틀림, 마 모와 부식, 캐비테이션과 플라싱 또한 고려 하여야 한다.

⑴ Plug, Disc, Ball

밸브내에 유량을 개폐하거나 조절하는 Stam에 붙어 움직이며, 유체를 개 폐하거나 유량을 조절하는 역할을 하는 것으로, 글로브, 앵글 밸브에서는 Plug(Port)라 부르고, 게이트및 체크 밸브에서는 Disc, 볼밸브 내지 버티 플라이 밸브에서는 Disc 또는 Vane이라 부른다.

⑵ 밸브용량에 관계되는 요소

⒜ Cv (Coefficient Value)

조절밸브 용량을 표시하는 수치로 1940년 미국 Rokwel씨가 발표하였으며 15.6 ℃의 맑은 물이 밸브 입구와 출구 압력차가 1 PSI로 흘렸을때 1분당 유량(Gallon/Min)을 US Gallon (3.7853ℓ)으로 표시한 단위가 CV이다.

Cv는 유체가 액체일때는 밸브의 용량은 비중과 차압이 동일할때에는 Cv에 비례적으로 작용한다.

⒝ FL(Pressure Recovery Factor)

유체가 밸브를 통과할때 밸브내 구조에 따라서 압력이 일시적으로 손실 되었다가 다시 회복되는데 이 압력회복 계수를 FL이라 하며, 이것은 밸브 마다 다르다. 압력회복 계수가 적을수록 소음이 크고 캐비테이션이 크다.

⑶ 플러그 형식과 유량특성 선정

차압이 일정할때 밸브 Plug가 열림에 따라 통과유량이 크게 변화하는데 이 변화곡선을 유량 고유특성이라 하는데 종류로는 Quick Opening, Linear Equal Percentage, Modified Parabolic 등이 있다.

대체적으로 유체 레벨제어는 Linear 특성을, 압력제어는 Equal Percent'

특성을 선정하고 있다. 또한 유량제어는 폭넓은 조절범위가 필요할 때에는 Linear, 압력변화가 심하고 유량변화는 심하지 않는것은 Equal Percentage 특성을 선정하고 있다.

⒜ Quick Opening(On-Off Type)

글로브 밸브에서 플러그 모양이 평평한 모양으로 둥근 오리피스와 같이 되어 있어, 처음 밸브가 열릴때 유량 변화가 심하고, 끝부분에서는 거의 변하지 않는 특징이 있다.

밸브 Port 구경의 1/4만 열리면 Full Open 한 것과 같은 유량이 흐른다.

따라서 대부분 On-Off용으로 사용되나 밸브 작동범위가 50％부터는 미세 한 제어를 할 수 있다.

⒝ Linear

유량이 밸브 열림에 따라서 비례적으로 증가한다. 이 비례관계는 차압이 일정 할때 비례곡선은 일직선을 나타내고, 밸브는 개도와 유량이 똑같은 비례관계를 갖게된다. 이 형태의 Plug는 유체의 레벨제어나 일정한 변화를 요하는 곳에 사용된다.

⒞ Equal Percentage

밸브 열림이 일정하게 변화함에 따라 유량이 일정한 Percentage로 변화 한다. 유량변화는 직전 Plug위치의 유량에 지수적으로 비례 변화한다. 즉, 밸브 열림의 변화에 대한 유량 변화의 비율이 밸브 열림의 변화전 유량에 비례한다. 밸브 Plug가 Seat 가까이 있을때는 유량 변화가 적고, 멀리 있 을때는 유량변화가 크다. Equal Percentage 밸브는 일반적으로 압력조절에 사용되고 차압이 대부분 시스템에서 흡수되고, 차압이 콘트롤밸 브에 적게 걸릴때, 차압이 심하게 심하게 변화하는 곳 등에 사용한다.

⒟Modified Parabolic

Linear Valve와 Equal Percentage의 중간 특성으로, 적게 열릴 때는 미세 하게 유량 조절을 할 수 있으며, 많이 밸브가 열렸을 때는 Linear 특성을 갖는다. Equal Percentage에 대용으로 많이 사용되기도 한다.

⑷ Seat

Plug, Disc, Ball과 접촉하는 부위로서 Globe Valve일 경우에는 Single Seat와 Double Seat가 있다. 또 재질에 따라서 Soft Seat와 Metal Seat 로 구분한다. Control Valve에서 누수는 자동밸브 전후에 수동밸브가 대체 로 있기 때문에 별문제가 없으나 꼭 밀폐가 필요한 경우가 있는데, 이와 같 은 장소에는 Soft Seat를 사용하면 되나 고온,고압에는 사용이 곤란하다.

⒜ Single Seat

Globe Valve 에서 Seat가 하나 있는 것으로 누수는 Double Seat에 비해 적으나 조절용 Plug에서는 유체 압력의 평행이 이루어 지지 않는다.

따라서 같은 용량의 밸브일때는 Double Seat에 비해 힘이 큰것이 필요하다.

⒝ Double Seat

Seat가 위 아래 두개 있는 것으로서 유체의 누수는 많은 편이나 작동이 안정적이고 작동 힘이 적게 든다.

⒞ Soft Seat

Seat의 재질이 연질인 테프론, Viton,고무 등으로 되어 있어 밀폐성이 좋으나 고온 고압에 사용이 곤란하다.

⒟ Matal Seat

Seat 재질이 Matal로 된것으로 밀폐성이 곤란하나 고온,고압에 사용한다.