버터플라이 밸브 (Butterfly Valve)

 

버터플라이 밸브, Butterfly Valve

 

버터플라이 밸브는 차단용 및 조절용 양쪽으로 사용이 가능하다. 게이트 밸브는 현재 가장 많이 사용되고 있는 밸브이기는 하나 구조가 복잡하고 중량물로 설치 및 사용이 불편하여 점차 버터플라이 밸브로 대체되고 있는 실정

- 원판형 Disk를 회전시킴으로 개폐작용을 하는 Valve 

- 설치방식에 따라 Flanged, Lug, Wafer, Welding Type이 있음

- 구조에 따라 Concentric, Singe Offset, Double Offset, Triple Offset이 있음

- 작동방식에 따라 Lever, Gear, Actuator Type이 있음 

 

1. 장점

• 동일 구경 타 밸브에 비해 소형, 경량으로 설치 및 취급이 용이하고 배관 시스템을 안정화 시킬수 있다.
• 사용 공간이 협소한 곳에도 설치가 가능, 시스템을 콤팩트하게 할 수 있어 전체적인 비용을 절감 가능.
• Quarter Turn(90°회전) 개폐로 조작이 용이하고 긴급개폐가 가능하다.
• 자동화가 용이하다.
• 호칭경 1,000mm이상의 대형밸브 제작이 가능하고 타 밸브에 비해 제작비용이 저렴하다.
• 시트재료의 적용에 제약이 없어 초 저온에서 고온 및 고압용으로 제작이 가능하다.
  ※ 고온용 및 고압용은 Triple Offset Metal Seat Type에서만 가능함.
• Operating Torque가 낮아 조작이 쉽다.
• 구조가 간단하고 고장이 적으며 유지 보수가 용이하다.
• 동일구경 타 밸브에 비해 가격이 싸고 경제적이다.
• 차단용 및 조절용으로 사용이 가능하다
  ※ 조절용은 Cavitation 주의

 

2. 단점

• 초기 Concentric Type의 Soft Seat 구조는 150℃ 이상의 고온, Class 150이상의 고압에는 사용이 불가
• 밸브가 Full Open 시에도 밸브 유과경(Port)에 디스크가 남아 있어 저항이 발생
• 고압시 Tight Shutoff가 타 밸브에 비해 상대적으로 취약
• 고압 라인에서는 소음 및 진동 발생 가능성이 있다
• Globe Valve와 같은 유량 조절은 불가
• Triple Offset Metal Seat Type의 개발로 고온 고압용으로 사용이 가능하나 제품 단가가 고가 

 

3. 종류

 

1) Body Type(설치 방식)에 따른 구분

 

(1) Flange Type 

• Valve Body 자체에 Flange를 가지고 있는 Butterfly Valve
• 한쪽을 분해해도 다른한쪽에 고정되어 end service 역할 가능

 

(2) Lug Type 

• 양측 Flange에 각각 Bolt를 사용하여 설치하는 Butterfly Valves
• 한쪽을 분해해도 다른한쪽에 고정되어 end service 역할 가능(대체로 LP)
• 일반적으로 Tapped Hole(Drilled Hole보다 정확한 배관상 안착가능)  

 

(3) Wafer Type 

• Valve 양측의 Flange 사이에 위치시켜 하나의 Bolt로 압착하는 형태
• 어느 한쪽을 풀어내면 다른 한쪽도 풀어져 역할유지 불가
• 일반적으로 Drilled Hole  
• API 609 Fig.1 참고

 

(4) Welding Type

• 직접 용접하여 설치

 

2) 구조에 따른 구분

 

(1) Concentric Type (동심)

밸브 몸통의 중심에 축(Stem)이 있고, 시트가 중심에서 실링(Sealing)이 행하여진다. 이 구조는 디스크 시트와 몸통 시트가 접촉 시에 소프트한 몸통 시트를 압착시키면서 실링(Sealing)이 이루어진다.

• 시트재료가 합성고무 등의 적용으로 사용온도가 150℃ 전후로 제한적임.
• 기밀을 유지하는 Seat의 구조적인 문제로 사용압력이 10㎏f/㎠ 전후로 제한적임.
• 제작 코스트가 염가로 수도용 등 저압, 저온에서는 대부분이 이 구조를 택하고 있다.
• 시트부가 압착되면서 실링이 이루어지므로 Rubbing(문지름) 현상으로 마모가 심해 시트의 수명이 짧아 수시로 교체하여야 함.
• Bi-Direction Type(양방향으로 사용 가능)임

.

(2) Single Offset Seat Type

볼밸브을 시트부만 절단하여 놓은 형상으로 시트가 축(Stem) 중심에 편심(E1)되어 있다.

• 시트재료가 고무 또는 PTFE 등의 적용으로 사용온도가 150℃ 전후로 제한적임.
• 기밀을 유지하는 시트의 구조적인 문제로 사용압력이 10㎏f/㎠ 전후로 제한적임.
• 대형 고무 시트형을 제외한, 현재는 거의 채택하지 않고 있다.
• Uni-Direction Type(한 방향으로만 사용 가능)임.

 

(3) Double Offset Seat Type

밸브의 중심에서 시트의 일차 편심(E1), 배관 라인 중심에서 축(Stem)의 이차 편심(E2) 된 형태로 Concentric Type 이나 Single Offset Seat Type 보다는 Rubbing 형상이 적으나 Sealing Point 부근에서의 Body Seat와 Disc Seat의 Rubbing(문지름)현상 등으로 기밀유지부인 시트면의 마모 및 손상이 쉽게 발생하여 구조적으로 완벽한 기밀 유지의 어렵다.

• 시트가 고무인 경우를 제외한 형태로는 가장 많이 사용한다.
• Soft Seat로 PTFE를 Metal Seat로는 Resilient Type를 사용한다.
• 사용압력은 일부 회사에서 Class 150, 300, 600, 900까지 생산이 가능(Catalog에 명기) 한것으로 되어 있으나, 일반적으로 Class150, 300으로 제한됨.
• 온도는 Metal Seat를 사용하여 450℃수준까지 개선됨.
• Uni-Direction Type(한 방향으로만 사용 가능)임.

 

(4) Triple Offset Seat Type (삼중 편심)