볼 밸브 : 플로팅 타입 & 트러니언 타입 (Ball Valve : Floating Type & Trunnion Type)

 

오른쪽 트러이언 타입은 상하단으로 고정되어 있다 (하늘색)

볼 밸브(Ball Valve)는 산업 플랜트에서 유체의 흐름을 제어하는 중요한 밸브 유형 중 하나입니다. 구조와 작동 방식에 따라 플로팅 타입(Floating Type)과 트러니언 타입(Trunnion Type)의 차이를 가지며, 이로 인해 설계 및 부품 구성에도 차이가 발생합니다. 본 포스팅에서는 두 가지 유형의 차이점과 설계, 부품에 미치는 영향을 알아보겠습니다.

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1. Floating Type 볼 밸브

플로팅 타입 : (2)볼이 (3)스템에만 연결되어 있어 바디 내에서 부유하는 구조

1) 구조 및 작동 원리

• 볼(공)이 스템과 연결되어 있으나 몸체 내부에서 자유롭게 움직일 수 있는 구조
• 유체 압력에 의해 볼이 다운스트림 시트에 밀착되어 실링 효과 발생
• 일반적으로 중저압 애플리케이션에 사용됨

2) 장점

• 간단한 구조로 인해 제작 비용이 상대적으로 저렴
• 자가 밀봉(Self-sealing) 방식으로 높은 실링 성능 제공
• 소형 밸브에 적합하여 다양한 적용 가능

3) 단점

• 유체 압력이 높아질수록 작동 토크가 증가하여 큰 밸브에는 부적합
• 고압에서 시트 손상이 발생할 가능성이 있음
• 볼이 일정한 지지 없이 떠 있기 때문에 내부 마모가 발생할 수 있음

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2. Trunnion Type 볼 밸브

트러니언 타입 : 볼이 고정(붉은색 네모)되어 있는 구조

1) 구조 및 작동 원리

• 볼이 상하단의 지지 장치(Trunnion)에 고정되어 있음
• 유체 압력과 관계없이 볼이 고정되어 있어 시트가 움직이며 실링 수행
• 주로 고압 및 대구경 밸브에 사용됨

2) 장점

• 고압 및 대구경에서도 안정적인 작동 가능
• 볼이 지지되므로 낮은 작동 토크로 구동 가능
• 고압에서도 실링 성능 유지

3) 단점

• Floating Type 대비 구조가 복잡하여 제작 비용이 높음
• 추가적인 지지 장치가 필요하므로 무게 증가
• 유지보수가 상대적으로 복잡할 수 있음

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3. 설계 및 부품에 미치는 영향

1) 시트 설계 (이 주제는 따로 포스팅을 하겠습니다)

• Floating Type: 유체 압력에 따라 시트가 밀착되므로 자가 밀봉 방식 적용
• Trunnion Type: 스프링 로드 시트(Spring-loaded seat) 또는 피스톤 효과를 활용한 설계 필요

2) 구동 시스템

• Floating Type: 수동 레버, 기어 작동이 일반적
• Trunnion Type: 기어박스, 전동 액추에이터, 유압 구동 방식이 주로 사용됨

3) 적용 압력 및 크기

• Floating Type: 중저압(150~600 Cladd), 소~중형 크기에 적합
• Trunnion Type: 고압(600~2500 Class), 대구경에 적합

4) 유지보수 및 비용

• Floating Type: 단순한 구조로 유지보수가 용이하고 저비용
• Trunnion Type: 구조가 복잡하여 유지보수 비용이 높고 수명이 길어야 경제적

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Floating Type과 Trunnion Type 볼 밸브는 각각의 장점과 단점을 가지며, 적용 환경에 따라 선택이 달라집니다. 중저압 및 소형 시스템에서는 Floating Type이 경제적이고 실용적이며, 고압 및 대구경 환경에서는 Trunnion Type이 안정성과 내구성 면에서 우수하다고 볼수 있죠. 설계 시에는 유체 압력, 구동 방식, 유지보수 등을 고려하여 적절한 볼 밸브 유형을 선택해야 합니다.