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게이트 밸브에 대한 완벽한 가이드

게이트 밸브는 매체의 흐름을 시작하거나 중지하는 데 사용되는 일반적인 유형의 밸브입니다.

이는 일반적으로 게이트와 유사한 평판인 폐쇄 요소의 모양을 따서 명명되었으므로 "게이트 밸브"라고 합니다.

게이트 밸브 폐쇄 요소의 이동 방향은 유체 방향에 수직입니다. 게이트 밸브는 완전히 열리거나 완전히 닫힐 수만 있으며 스로틀링에는 사용할 수 없습니다. 다음은 게이트 밸브에 대한 전체 가이드입니다.

 

주강 WCB 6" 기어 박스가 있는 1500LB RF 플랜지 게이트 밸브
주강 WCB 6" 기어 박스가 있는 1500LB RF 플랜지 게이트 밸브
출처: 타이뉴 밸브

 

게이트 밸브 부품

 

그림은 게이트 밸브의 주요 구성 요소를 보여줍니다. 게이트 밸브의 디스크는 웨지 플레이트라고도 합니다.

게이트 밸브 부품
출처: Trouvay & Cauvin

 

게이트 밸브의 종류

 

1. Value Disc 유형에 따라 분류

 

(1) 슬래브 게이트 밸브:

슬래브 게이트 밸브
주강 WCB 16" 600LB RTJ 플랜지 슬래브 게이트 밸브(전동 액추에이터 포함)
출처: 천우

- 특징:

게이트는 유체 흐름과 평행하며 게이트를 올리거나 내리는 방식으로 개폐 제어가 이루어집니다. 구조가 간단하고 콤팩트하며 유지 관리가 쉽습니다.

일반적으로 완전 개방 또는 완전 폐쇄 작동에 사용되는 유체 흐름 차단에 적합합니다.

— 응용 프로그램:

  • 유체 차단: 평행 게이트 밸브는 파이프라인의 액체 또는 가스의 비상 차단과 같이 유체 흐름을 신속하게 차단해야 하는 상황에 적합합니다.
  • 저압~중압 응용 분야: 일반 산업 현장에서 일반적으로 사용되는 저압~중압 범위의 응용 분야에 적합합니다.

(2) 웨지 게이트 밸브:

웨지 게이트 밸브
출처: ACI

- 특징:

게이트 하단과 밸브 시트가 쐐기형 틈을 형성하여 게이트를 올리거나 내려 유로를 변경합니다.

쐐기 모양의 틈으로 인해 개폐시 저항이 있어 평행 게이트 밸브보다 더 큰 작동력이 필요합니다.

— 응용 프로그램:

  • 고온 및 고압 응용 분야: 웨지 게이트 밸브는 일반적으로 증기 시스템과 같은 고온 및 고압 유체 제어에 사용됩니다.
  • 유체 흐름 제어: 유체 흐름 조절이 필요한 상황에 적합하며 우수한 유체 제어 성능을 제공합니다.
  • 높은 밀봉 요구 사항: 쐐기 모양의 간격 설계로 인해 쐐기 게이트 밸브는 닫혔을 때 우수한 밀봉을 제공할 수 있습니다.

 

2. 밸브 시트 씰링 표면 유형에 따라 분류

 

(1) 탄성 게이트 밸브:

- 특징:

게이트는 밀봉 성능을 향상시키기 위해 고무나 폴리스티렌과 같은 탄성 재료로 덮여 있습니다.

밀봉이 양호하고 일반적인 온도 및 압력 조건에 적합합니다.

— 응용 프로그램:

  • 일반 유체 제어: 탄성 게이트 밸브는 특히 더 높은 밀봉이 필요한 경우 일반 유체 제어에 적합합니다.

(2) 엄밀한 게이트 밸브:

- 특징:

게이트는 일반적으로 금속으로 만들어지며 밀봉 표면도 금속이므로 고온 및 고압과 같은 가혹한 조건에 적합합니다.

강한 압력과 내마모성을 갖추고 고온, 고압 환경에 적합합니다.

— 응용 프로그램:

  • 고온 및 고압 응용 분야: 견고한 게이트 밸브는 증기 시스템 및 화학 공정과 같은 고온 및 고압 유체 제어 환경에 적합합니다.
  • 부식성 매체: 금속 구조로 인해 견고한 게이트 밸브는 우수한 내식성을 나타냅니다.
  • 빈번한 개폐 작업: 빈번한 개폐 작업이 필요한 상황에 적합하며 금속 구조로 인해 내마모성이 우수합니다.

 

3. 밸브 스템 유형에 따라 분류

 

(1) OS 및 Y 유형 상승 줄기 게이트 밸브:

OS 및 Y 유형 상승 줄기 게이트 밸브
출처: AVK

- 특징:

사용 중에 줄기가 노출되어 외부로 보입니다. OS & Y는 외부 나사 및 요크를 나타냅니다.

— 응용 프로그램:

 적용 가능한 장면:

  • 고온 및 고압 환경:

OS & Y 유형 라이징 스템 게이트 밸브는 증기 시스템 및 석유화학 산업과 같은 고온 및 고압 조건에 적합합니다. 밸브 스템의 노출형 설계로 고온 환경에서의 작동이 용이하며, 스템의 위치를 관찰하여 밸브의 상태를 파악할 수 있습니다.

  • 유지 관리 용이성:

밸브 스템이 노출된 상태로 유지보수 및 점검 작업이 용이합니다. 작업자는 밸브 스템의 위치를 직접 관찰하여 열림 또는 닫힘 상태를 확인할 수 있으므로 일상적인 유지 관리가 더욱 편리해집니다.

  • 부식 저항 요구 사항:

내식성이 요구되는 환경에서 OS & Y 설계는 스템과 매체 사이의 직접적인 접촉을 줄여 부식 위험을 낮출 수 있습니다. 이러한 설계로 인해 이러한 유형의 밸브는 화학 및 해양 응용 분야와 같은 부식성 환경에 적합합니다.

(2) 비상승 줄기 게이트 밸브:

비 상승 줄기 게이트 밸브
출처: AVK

- 특징: 

줄기는 사용 중에 숨겨져 보이지 않습니다.

- 해당되는 :

  • 제한된 공간:

Non-Rising Stem Gate Valve의 설계는 스템이 올라가거나 내려가지 않아 작동 시 높이를 고려할 필요가 없기 때문에 공간이 제한된 상황에 적합합니다. 따라서 이러한 유형의 밸브는 수직 파이프나 컴팩트한 공간에 더 편리합니다.

  • 지하 설치:

Non-Rising Stem Gate Valve는 작동 시 스템이 올라가지 않아 지하공간의 제약을 고려하지 않고 지하설치에 적합합니다.

  • 유지 관리 용이성:

상승 스템 설계에 비해 비상승 스템 게이트 밸브는 유지 관리가 더 쉽습니다. 컴팩트한 공간에서 수리 및 작업이 더욱 편리해집니다.

  • 경제적 고려사항:

상대적으로 단순한 디자인으로 인해 비상승 스템 게이트 밸브는 일반적으로 더 경제적이며 예산이 제한된 프로젝트에 적합합니다.

  • 수평 설치:

수평 설치가 필요한 장면에 적용할 수 있는 비상승 스템 설계는 수평 설치 시 작동 및 유지 관리를 단순화하는 데 도움이 됩니다.

 

게이트 밸브 성능 특성

 

1. 높은 밀봉 성능: 게이트 밸브는 양방향 밀봉 구조를 채택하여 닫힌 상태에서 완전한 유체 차단을 보장하고 우수한 밀봉 성능을 나타냅니다.

2. 낮은 흐름 저항: 열린 상태에서 게이트는 유체 채널에 수직이므로 유체 저항을 최소화하고 원활한 유체 흐름을 보장합니다.

3. 내식성: 재료 선택 및 표면 처리는 게이트 밸브에 강력한 내식성을 부여하여 다양한 열악한 환경에 적합합니다.

4. 고온 및 고압 저항 : 고온 및 고압 조건에 적합하고 안정적인 성능을 유지하며 석유 화학 및 화력 발전과 같은 분야에서 널리 사용됩니다.

 

게이트 밸브의 장점과 단점

 

1. 장점

 

  • 낮은 유체 저항

게이트 밸브는 매체 흐름 중에 밸브 디스크가 완전히 열리고 매체의 방향이 변하지 않기 때문에 유체 저항이 최소화됩니다.

  • 작은 압력 강하

완전히 열리면 전체 통로가 직접적인 흐름을 허용하므로 매체가 통과할 때 압력 손실이 최소화됩니다.

  • 낮은 작동 토크, 쉽게 열고 닫을 수 있음

게이트 밸브 디스크의 이동 방향은 개폐 시 매체의 흐름 방향과 수직입니다. 글로브 밸브에 비해 게이트 밸브는 작동에 더 적은 힘이 필요합니다.

  • 매체의 무제한 흐름 방향

매체는 제한 없이 양쪽에서 게이트 밸브를 통해 흐를 수 있어 의도한 목적을 달성할 수 있습니다. 이 기능은 매체의 흐름 방향이 바뀔 수 있는 파이프라인에 더 적합합니다.

  • 더 짧은 구조적 길이

게이트 밸브의 디스크는 밸브 본체 내부에 수직으로 위치하므로 디스크가 수평으로 배치되는 글로브 밸브에 비해 구조적 길이가 더 짧습니다.

  • 좋은 밀봉 성능

밀봉 표면은 완전히 열렸을 때 부식이 최소화됩니다.

  • 글로브 밸브에 비해 완전 개방 위치에서 씰링 표면의 침식이 적습니다.

간단한 구조, 좋은 주조 공정, 넓은 적용 가능성.

 

2. 단점

 

  • 상대적으로 느린 개폐 과정으로 빈번한 조정에는 적합하지 않습니다.
  • 조절 또는 조절 장치로 사용하기에 적합하지 않습니다.
  • 고속 유동 매체에는 적합하지 않으며, 게이트를 부분적으로 열면 게이트에 진동이 발생하여 게이트와 밸브 시트의 밀봉 표면이 손상될 수 있습니다.
  • 조절에는 적합하지 않으며 흐르는 매체로 인해 게이트가 침식될 수 있습니다.

 

게이트 밸브 작동 원리

 

게이트 밸브는 게이트의 수직 이동을 통해 유체 흐름을 제어합니다. 닫힌 상태에서는 게이트가 유체 채널 내에 위치하여 유체를 완전히 차단합니다. 열린 상태에서 게이트는 유체 채널에 수직이므로 유체 저항을 최소화하고 원활한 유체 흐름을 촉진합니다.

 

게이트 밸브 작동 과정

 

1. 종결과정

 

작동 장치가 시작되어 게이트가 낮아지기 시작합니다.

게이트가 유체 채널 안으로 완전히 내려와 완전한 유체 차단을 달성합니다.

2. 오픈 과정

 

작동 장치가 시작되어 게이트가 상승하기 시작합니다.

게이트는 유체 채널과 수직이므로 유체 저항을 최소화하고 원활한 유체 흐름을 촉진합니다.

 

 

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