Q&A : 볼 밸브에서 Metal Seat를 사용할 경우, Float Type을 적용해도 기밀성을 유지할 수 있나요?

방문자 여러분들의 질문에 대해 답변을 드리고 있습니다.

메탈시트와 볼 플로트 타입을 조합할 시, 기밀성 유지 보장에 대한 문의입니다.

Float Type Ball Valve와 Metal Seat 조합의 기밀성 유지 가능 여부

1. Float Type Ball Valve의 특징
   • 부유형(플로팅) 구조로, 유체의 압력에 의해 볼이 다운스트림(출구 방향)으로 밀려서 시트에 접촉하며 기밀성을 유지합니다.
   • 일반적으로 Soft Seat (PTFE, PEEK 등 폴리머 재질)을 사용하여 높은 기밀성을 확보합니다.
2. Metal Seat의 특성
   • 금속 시트는 고온(400℃ 이상), 고압, 마모성 유체(슬러리, 입자 포함 유체) 환경에서 필수적입니다.
   • Soft Seat보다 가공 정밀도가 높아야 하며, 접촉면의 가공 정도(Ra 값)가 기밀성에 큰 영향을 미칩니다.
3. 문제점 및 해결책
   • Float Type에서 Metal Seat를 사용할 경우 문제점
     • 볼이 유체 압력으로 시트에 밀착되는 구조인데, Metal Seat는 Soft Seat보다 변형이 적어 기밀성 확보가 어려울 수 있음
     • 고온 환경에서는 볼과 시트의 열팽창 계수가 다르기 때문에 틈이 생길 위험
     • 고압 환경에서는 Float Type 대신 Trunnion Type이 일반적 (더 안정적인 기밀성 유지)
   • 해결 방법
     • Ball과 Seat의 가공 정밀도를 높이고, Lapping(랩핑) 공정을 추가하여 밀착도를 증가
     • Sprung Seat (스프링 장착 시트) 적용: 메탈 시트가 스프링으로 볼에 밀착되도록 설계
     • Coating (코팅) 적용: 볼과 시트에 Tungsten Carbide(TC) 또는 Chrome Carbide(CC) 코팅을 하여 밀착 성능을 개선

결론

Float Type Ball Valve에 Metal Seat를 적용하면 기밀성 유지가 어려울 수 있지만, 정밀 가공 및 추가 설계를 통해 가능합니다.
그러나 고압 및 고온 환경에서는 Trunnion Type Ball Valve가 더 적합합니다.

추천:

• 150~300 Class 저압 환경에서는 Float Type + Metal Seat도 가능
• 600 Class 이상 고압 환경에서는 Trunnion Type + Metal Seat 적용이 일반적
• 고온 환경(400℃ 이상)에서도 Trunnion Type이 더 유리