석유 및 천연가스 가치 사슬에서 산업용 밸브는 격리, 흐름 조절, 역류 방지 및 압력 완화에 매우 중요합니다. 업스트림, 미드스트림, 다운스트림 부문에서의 선택은 프로세스 조건, 설계 매개변수 및 국제 표준을 엄격하게 준수해야 합니다. 이 기사에서는 게이트, 글로브, 볼, 체크, 버터플라이 및 제어 밸브의 사양 및 응용 분야에 대해 자세히 설명합니다.
1. 게이트 밸브
게이트 밸브는 격리를 위해 수직 게이트 이동을 사용합니다. 완전히 열린 위치에서 최소한의 압력 강하를 제공하며 자주 작동하지 않는 경우에 이상적입니다.
구조적 구성:
웨지 게이트 밸브: 각진 시트와 각진 웨지 결합; 일반 배관에 흔히 사용되는 것입니다.
슬래브 게이트 밸브: 플로팅/스프링-장착 시트가 있는 평행 게이트 면입니다. 고압 가스 라인의 열 결합을 방지하고 시트의 잔해물을 긁어냅니다.-
일반적인 응용 분야:
메인라인 격리: 원유, 정제제품, 천연가스 송전.
수원 장비: 크리스마스 트리 메인 및 윙 밸브(사워 서비스 등급).
기술적 고려사항:
화재-안전 설계: API 607/6FA 규정을 준수하면 소프트 씰이 실패할 경우 보조 금속-대-밀폐가 보장됩니다.
유연한 웨지/듀얼 디스크: 열팽창 및 시트 마모를 보상합니다.
실런트 주입: 비상 주입 피팅을 사용하면 압력이 가해진 상태에서 시트 링을 일시적으로 밀봉할 수 있습니다.
2. 글로브 밸브
글로브 밸브는 조절 또는 격리를 위해 수직 디스크 이동을 사용합니다. S-자형 흐름 경로는 더 높은 압력 강하를 생성하지만 뛰어난 조절 및 긴밀한 차단 기능을 제공합니다.-
구조적 구성:
직선, 각도 및 Y-패턴: 각도 유형은 높은-차압 서비스에서 침식을 최소화합니다. Y- 패턴은 흐름 저항을 줄입니다.
벨로우즈-밀폐형: 독성/인화성 매체에 대한 비산 배출 제로를 달성하기 위해 패킹된 글랜드를 벨로우즈로 대체합니다.
일반적인 응용 분야:
조절: 펌프 토출 제어, 열교환기 바이패스.
블로우다운/벤팅: 낮은-지점 배수 및 높은-완벽한 차단이 필요한-배기구.
주입 서비스: 2차 회수를 위한 고압수/증기 주입-.
기술적 고려사항:
케이지 안내: 스템의 안정성을 높이고 진동을 줄여줍니다.
하드페이싱: 시트/디스크에 스텔라이트 오버레이를 적용하여 마모 및 침식 저항성을 향상시켰습니다.
3. 볼 밸브
볼 밸브는 90도 회전하는 천공구를 사용합니다. 안정적인 밀봉과 신속한 작동으로 인해 현대식 파이프라인에 선호되는 선택입니다.
구조적 구성:
떠다니는 공: 미디어 압력이 볼을 다운스트림 시트 쪽으로 밀어냅니다. 소구경/중{1}}저압에 적합합니다.
트러니언-장착된 볼: 볼은 베어링에 의해 고정됩니다. 압력이 좌석을 공에 밀어붙입니다. 대구경(NPS 24+) 및 고압에 필수입니다.
완전 용접: 용접된 본체 조인트로 외부 누출 경로가 제거됩니다. 매설 파이프라인용으로 설계되었습니다(수명 30+년).
일반적인 응용 분야:
파이프라인 메인라인 격리: 특히 완전 용접된 트러니언 설계입니다.
피깅 시스템: 전체{0}}내경 설계로 PIG가 중단 없이 통과할 수 있습니다.
LNG 터미널: 극저온 확장형-넥 디자인.
기술적 고려사항:
이중 블록 및 블리드(DBB): API 6D 준수; 안전한 유지 관리를 위해 양쪽 끝을 격리하고 캐비티를 환기시킵니다.
파열-프루프 스템: 내부압력에 의한 스템의 이탈을 방지합니다.
정전기 방지-설계: 정전기를 소멸시켜 발화를 방지합니다.
4. 체크 밸브
체크 밸브는 역류를 자동으로 방지하여 펌프와 압축기를 보호하며, 외부 작동 없이 흐름 역학에 의해서만 작동합니다.
구조적 구성:
스윙 및 리프트: 스윙형은 큰 구멍을 위해 힌지형 디스크를 사용합니다. 리프트 유형은 보다 견고한 밀봉을 위해 수직 디스크를 사용하지만 특정 방향이 필요합니다.
웨이퍼/듀얼 플레이트: 컴팩트한 스프링-장착 듀얼 디스크가 공간을 최소화하고 수격 위험을 줄여줍니다.
노즐(비-슬램): 스프링-지원 설계로 저유량에서도 원활하게 닫히며 고압 장비를 보호하는 데 매우 중요합니다.-
일반적인 응용 분야:
펌프/압축기 배출 보호, 교차 오염 방지를 위한 파이프라인 상호 연결-, 보일러 급수 시스템.
기술적 고려사항:
선택은 수격 현상 방지(-슬램이 아닌 설계를 통한), 올바른 설치 방향 및 호환 가능한 크래킹 압력에 중점을 둡니다. 재료는 API 6D 및 ISO 5208에 따라{2}}고속 침식 및 사워 서비스 부식에 저항해야 합니다.
5. 버터플라이 밸브
버터플라이 밸브는 회전 디스크를 사용합니다. 디자인은 편심에 따라 다양하며 밀봉 메커니즘과 적용 범위를 정의합니다.
5.1 동심 버터플라이 밸브
구조: 스템, 디스크, 몸체 중심이 동축을 이루고 있습니다. 엘라스토머 시트(EPDM, Viton, PTFE)를 사용합니다.
밀봉 메커니즘: 시트 압축을 통한 억지 끼워맞춤; 작동 중 지속적인 마찰.
일반적인 응용 분야: 저압-, 주변 온도 보조 시스템(냉각수, 소방수, 비유해 폐수).- 주요 탄화수소 라인에는 적합하지 않습니다.
5.2 이중 편심 버터플라이 밸브(고-성능)
구조: 디스크 중심(1차 오프셋) 및 본체 중심(2차 오프셋)으로부터 스템 축 오프셋입니다.
밀봉 메커니즘: 회전과 동시에 디스크가 시트에서 분리되는 캠액션으로 마찰을 최소화합니다. 연성 또는 금속 시트와 함께 사용할 수 있습니다.
일반적인 응용 분야: 중압/온도 서비스(연료 가스, 저-압력 증기, 오일 이송). 동심형 설계보다 수명이 길고 토크가 낮습니다.
5.3 삼중 편심 버터플라이 밸브(TOV)
구조: 시트 원추형 축이 스템을 기준으로 기울어지는 위치에 세 번째 오프셋을 추가합니다. 일반적으로 금속-대-단단한 표면이 있는 금속입니다.-
밀봉 메커니즘: 최종 폐쇄까지 비-접촉 순환; 샤프트 토크를 통해 밀봉이 이루어집니다. 마모를 제거하고 양방향 제로-누출을 가능하게 합니다.
일반적인 응용 분야:
높은-온도/압력: FCCU 및 수소처리 장치(최대 600도 +).
극저온/LNG: 특별히 설계된 디자인입니다.
플레어 시스템: 내열성과 긴밀한 차단 기능으로 인해 메인 헤더에 선호됩니다.-
대사: 무게와 공간 절약을 위해 대구경 적용 분야에서 게이트/글로브 밸브를 점점 더 많이 교체하고 있습니다.
6. 제어 밸브
제어 밸브는 DCS/PLC 신호를 기반으로 유량, 압력, 온도 또는 레벨을 조절하는 자동화 시스템의 최종 요소입니다.
구조적 구성:
집회: 플러그, 시트, 케이지, 액추에이터(공압식/전기식/유압식) 및 포지셔너가 포함됩니다.
일반적인 응용 분야:
프로세스 제어: 압력 감소, 유량 측정 루프, 온도 조절.
비상 정지(ESD): 신속한 실패-안전 조치를 위한 통합 ESD 기능입니다.
기술적 고려사항:
캐비테이션 및 플래싱: 다단계 트림 또는 미로 경로는 침식을 방지하기 위해 압력 강하를 단계화합니다.
소음 감소: 디퓨저/다중{0}}홀 플레이트는 IEC 60534-8-3 소음 표준을 충족합니다.
흐름특성: 공정 요구에 따라 선형, 균등 백분율 또는 빠른 개방으로 선택됩니다.
7. 재료 선택 및 특별 서비스 요구 사항
황화물 응력 균열(SSC) 저항:
사워 서비스(H2S)는 NACE MR0175 / ISO 15156을 준수해야 합니다.
경도는 일반적으로 특정 열처리를 통해 최대 HRC 22로 제한됩니다.
극저온 서비스:
-46도에서 -196도(LNG/에틸렌) 사이에서 작동합니다.
확장 보닛디자인은 포장 동결을 방지합니다.
재질: 극저온 처리된 LCB/LC3 탄소강 또는 304/316L 스테인리스강.
1차 표준:
API 6D: 파이프라인 밸브.
API 600/602: 스틸 게이트 밸브.
API 598: 밸브 검사 및 테스트.
ASME B16.34: 밸브 압력-온도 등급.
IEC 60534: 산업용 공정 제어 밸브.
API 609: 버터플라이 밸브.
결론
석유 및 가스 분야의 산업용 밸브 배치에는 공정 조건에 대한 엄격한 분석이 필요합니다. 격리부터 변조까지 각 밸브에는 작동 경계가 정의되어 있습니다. 부식성, 압력-온도 등급 및 안전 프로토콜을 기반으로 한 과학적 선택과 함께 API, ASME, NACE 및 IEC 표준을 준수하는 것은 시스템 무결성과 장기적인-신뢰성을 위해 필수적입니다.
