볼 밸브 (Ball Valve)

 

우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 수도꼭지처럼, 볼 밸브(Ball Valve)는 유체의 흐름을 손쉽게 조절할 수 있는 도구입니다.

단순한 구조와 뛰어난 성능 덕분에 다양한 산업 현장에서 사용되는데요. 이 포스팅에서는 볼 밸브가 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 그리고 어떤 상황에서 적합한지 쉽게 풀어 설명해 보겠습니다.

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1. 볼 밸브란?

볼 밸브는 내부에 구형(공 모양)의 디스크를 통해 유체의 흐름을 제어하는 밸브입니다.

밸브를 열거나 닫을 때, 공 모양의 디스크가 회전하면서 유로를 차단하거나 개방합니다.

단순한 작동 방식 덕분에 유지보수가 용이하며, 다양한 크기와 재질로 제공되어 여러 환경에서 사용할 수 있습니다.

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2. 볼 밸브의 구조

볼 밸브는 다음과 같은 주요 부품으로 구성됩니다:

• 밸브 바디(Body): 밸브의 외부 구조로, 내부 부품을 보호하고 연결부를 제공합니다.
• 볼(Ball): 유체의 흐름을 차단하거나 개방하는 핵심 부품으로, 내부에 구멍(보어)이 뚫려 있습니다.
• 시트(Seat): 볼과 맞닿는 부분으로, 누설을 방지합니다.
• 스템(Stem): 핸들과 볼을 연결하여 회전을 전달합니다.
• 핸들(Handle): 사용자가 밸브를 조작할 수 있는 레버입니다.

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3. 볼 밸브의 종류

1. 플로팅 볼 밸브(Floating Ball Valve):
   • 볼이 자유롭게 떠 있는 구조로, 유체의 압력에 의해 시트에 밀착되어 씰링됩니다.
   • 소형 및 중압 배관 시스템에 주로 사용됩니다.
2. 트러니언 마운티드 볼 밸브(Trunnion Mounted Ball Valve):
   • 볼의 상하부가 지지되어 고정된 구조로, 대형 및 고압 시스템에 적합합니다.
   • 작동 토크가 낮아 전동 및 공압 구동에 유리합니다.
3. 포트 타입에 따른 분류:
   

   

   
   
   • 풀 포트(Full Port): 유로가 배관 직경과 동일하여 압력 손실이 적습니다.
   • 리듀스드 포트(Reduced Port): 유로가 배관 직경보다 작아 경제적이지만, 압력 손실이 발생합니다.
4. 멀티포트 볼 밸브(Multiport Ball Valve):
   

   

   • 3방향 또는 4방향으로 설계되어 유체 흐름을 다방향으로 제어할 수 있습니다.
5. 재질에 따른 분류:
   • 금속 시트와 소프트 시트로 나뉘며, 고온·고압 환경에서는 금속 시트가, 일반 환경에서는 소프트 시트가 사용됩니다.

 

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4. 볼 밸브의 장단점

장점:

1. 신속한 개폐: 90도 회전만으로 완전히 열거나 닫을 수 있습니다.
2. 누설 방지: 고품질의 시트를 사용하면 거의 완벽한 씰링이 가능합니다.
3. 내구성: 마모와 부식에 강한 재질로 제작되어 수명이 깁니다.
4. 다양한 크기: 소형부터 대형까지 다양한 크기로 제작됩니다.

단점:

1. 고온 환경에서는 일부 시트 재질이 손상될 수 있습니다.
2. 압력이 매우 높은 경우 작동 토크가 증가할 수 있습니다.

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5. 볼 밸브 선택 시 고려해야 할 요소

1. 유체의 종류: 유체가 가스인지 액체인지, 또는 부식성이 있는지 확인하세요.
2. 압력과 온도: 시스템의 작동 압력과 온도에 적합한 재질과 설계를 선택해야 합니다.
3. 밸브 크기: 배관의 직경에 맞는 크기를 선택해야 합니다.
4. 엔드 연결 방식: 플랜지형, 나사형, 용접형 등 설치 환경에 맞는 연결 방식을 선택하세요.
5. 운전 방식: 수동, 전동, 공압 구동 방식 중 적합한 것을 선택하세요.

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6. 볼 밸브의 주요 용도

• 산업용 공정: 화학 공장, 발전소, 정유 공장 등에서 유체 흐름 제어
• 수도 시설: 상수도 및 하수도 시스템
• 해양 산업: 선박의 유체 제어 시스템
• HVAC 시스템: 난방, 환기, 공조 시스템에서의 유량 조절