대구경 글로브 밸브를 일상적으로 사용하는 사용자들 사이에서 증기, 고압수 등 압력차가 비교적 큰 유체에 사용할 때 밸브를 닫기가 어렵다는 문제가 자주 발생합니다. 힘을 주어 닫으려고 하면 누출이 발생하고 완전히 닫히지 않는다는 것입니다. 이러한 문제는 밸브의 구조 설계와 사람이 조절할 수 있는 토크의 한계 때문에 발생합니다.

대구경 밸브 전환의 어려움 분석

성인의 평균 수평 방향 최대 출력 힘은 체격에 따라 60~90kg입니다.

일반적으로 글로브 밸브의 유체 흐름 방향은 유입구가 낮고 유출구가 높은 방향으로 설계됩니다. 사람이 밸브를 닫을 때, 인체는 핸드휠을 수평으로 회전시켜 밸브 플랩이 아래로 움직여 밸브를 닫습니다. 이때, 다음과 같은 세 가지 힘의 조합을 극복해야 합니다.

(1) 축 추력 Fa;

(2) 패킹과 밸브 스템 사이의 마찰력 Fb.

(3) 밸브 스템과 밸브 디스크 코어 사이의 접촉 마찰력 Fc

모멘트의 합은 ∑M=(Fa+Fb+Fc)R입니다.

직경이 클수록 축 방향 추력이 커지는 것을 알 수 있다. 폐쇄 상태에 가까울수록 축 방향 추력은 배관망의 실제 압력과 거의 같아진다(P1-P2≈P1, P2=0이기 때문).

예를 들어, DN200 구경의 글로브 밸브가 10bar 증기 배관에 사용되는 경우, 최초 폐쇄 시 축 방향 추력 Fa=10×πr²=3140kg에 달하며, 밸브를 닫는 데 필요한 수평 방향 회전력은 일반적인 사람이 낼 수 있는 수평 방향 회전력의 한계에 근접하므로, 이러한 조건에서 한 사람이 밸브를 완전히 닫는 것은 매우 어렵습니다.

물론 일부 공장에서는 밸브를 반대로 설치하는 것을 권장하는데, 이는 밸브를 닫기 어려운 문제를 해결하지만, 닫은 후 열기가 어렵다는 문제점도 있습니다.

대구경 글로브 밸브의 내부 누출 원인 분석

대구경 글로브 밸브는 일반적으로 보일러 출구, 주 실린더, 증기 주 배관 및 기타 위치에 사용됩니다. 이러한 위치에는 다음과 같은 문제점이 있습니다.
(1) 일반적으로 보일러 출구의 압력차가 상대적으로 크기 때문에 증기유량도 크고 밀봉면의 침식손상도 크다. 또한 보일러의 연소효율이 100%가 되지 않아 보일러 출구의 증기에 수분 함량이 많아져 캐비테이션이 발생하기 쉽고 밸브 밀봉면에 캐비테이션손상이 발생한다.

(2) 보일러 출구 및 서브실린더 근처의 정지 밸브의 경우, 보일러에서 방금 나온 증기는 간헐적인 과열 현상을 보이므로 포화 과정에서 보일러수의 연수 처리가 제대로 되지 않으면 물의 일부가 종종 침전됩니다. 산성 및 알칼리성 물질은 밀봉면을 부식시키고 침식시킬 수 있으며, 일부 결정화성 물질은 밸브의 밀봉면에 부착되어 결정화되어 밸브가 제대로 밀봉되지 않을 수 있습니다.

(3) 서브실린더의 입구 및 출구 밸브의 경우, 밸브 이후의 증기 소모량이 많을 수도 있고 생산 요구 사항 및 기타 이유로 적을 수도 있습니다. 이로 인해 밸브 밀봉면이 침식, 캐비테이션 및 기타 손상을 입을 수 있습니다.

(4) 일반적으로 대구경 배관을 개방할 때에는 배관을 예열해야 하며, 예열 과정에서는 일반적으로 소량의 증기를 통과시켜 배관이 천천히 고르게 일정 정도 가열된 후에야 차단 밸브를 완전히 개방하여 배관 손상을 방지할 수 있습니다. 급격한 가열은 과도한 팽창을 일으켜 연결 부품의 손상을 초래합니다. 그러나 이 과정에서 밸브 개방이 매우 작은 경우가 많아 침식률이 정상 사용 효과보다 훨씬 커지고 밸브 밀봉면의 수명이 심각하게 단축됩니다.

대구경 글로브 밸브 전환 시 발생하는 어려움에 대한 해결책

(1) 우선, 플런저 밸브와 패킹 밸브의 마찰 저항의 영향을 피하고 전환을 용이하게 하기 위해 벨로우즈 밀봉 글로브 밸브를 선택하는 것이 좋습니다.

(2) 밸브 코어와 밸브 시트는 스텔라이트 카바이드와 같이 내식성과 내마모성이 우수한 재료로 만들어져야 합니다.

(3) 작은 개구부로 인한 과도한 침식이 발생하지 않도록 이중 밸브 디스크 구조를 채택하는 것이 권장되며 이는 수명과 밀봉 효과에 영향을 미칩니다.