포괄적이고 실용적인 가이드
슬러리 또는 연마 매체를 처리하는 것은 광업, 광물 처리, 폐수 처리, 화학 생산 및 발전과 같은 산업에서 빈번하게 발생하는 엔지니어링 과제입니다. 슬러리(액체에 부유하는 고체 혼합물)는 유량 제어 장비에 상당한 기계적, 화학적 스트레스를 가합니다. 결과적으로 마모를 최소화하고 예상치 못한 가동 중단을 방지하며 작동 안전을 보장하려면 올바른 밸브를 선택하는 것이 중요합니다.
사용 가능한 다양한 밸브 유형 중에서 버터플라이 밸브는 컴팩트한 디자인, 비용 효율성 및 작동 용이성으로 널리 알려져 있습니다. 하지만 나비 밸브 슬러리 또는 연마성 매체를 처리하는 데 정말 적합합니까? 대답은 미묘합니다. 특정 조건에서 버터플라이 밸브는 효과적으로 작동할 수 있지만 적합성은 적용 설계, 밸브 재료, 작동 매개변수 및 유지 관리 방식에 따라 크게 달라집니다.
슬러리 문제 이해
슬러리의 구성은 엄청나게 다양합니다. 일부는 얇고 낮은 농도의 미세한 입자를 함유하고 있는 반면, 다른 일부는 두껍고 마모성이 높으며 단시간에 금속 표면을 침식할 수 있습니다. 슬러리가 제기하는 과제는 다음과 같습니다.
- 연마 마모 : 고체 입자가 긁히거나 긁히거나 피트 밸브 표면, 특히 시트와 디스크를 긁습니다.
- 침식-부식 : 기계적 마모와 화학적 공격이 결합되어 재료 손실이 가속화됩니다.
- 막힘 또는 축적 : 고점도 슬러리는 밸브 부품에 부착되어 밀봉 및 작동을 방해할 수 있습니다.
- 압력 충격 : 슬러리의 움직임은 난류일 수 있으며, 이로 인해 밸브 부품에 압력을 가하는 압력 변동이 발생할 수 있습니다.
- 밀봉의 어려움 : 씰링 표면 사이에 고형물이 끼어 있으면 차단이 되지 않거나 시트가 손상될 수 있습니다.
슬러리 서비스에 사용되는 모든 밸브는 이러한 문제를 해결해야 하며 이는 버터플라이 밸브 평가의 출발점이 됩니다.
버터플라이 밸브의 작동 방식과 이것이 슬러리에 미치는 영향
버터플라이 밸브는 회전 디스크를 사용하여 파이프라인 내의 흐름을 열거나 닫습니다. 디스크가 흐름과 평행하게 회전하면 밸브가 열립니다. 수직으로 회전하면 흐름이 멈춥니다. 주요 내부 구성 요소는 다음과 같습니다.
- 디스크
- 시트(탄성중합체 또는 금속)
- 스템/샤프트
- 본체
슬러리 서비스에서 디스크와 시트는 마모에 가장 많이 노출되는 구성 요소입니다.
버터플라이 밸브의 주요 장점:
- 게이트 밸브나 볼 밸브에 비해 컴팩트한 크기와 가벼운 무게
- 특히 직경이 큰 경우 비용 절감
- 낮은 작동 토크
- 빠른 1/4 회전 작동
- 일부 디자인의 조절에 적합
연마 환경의 주요 제한사항:
- 디스크는 완전히 열린 상태에서도 흐름 경로에 남아 있어 지속적인 마모에 노출됩니다.
- 탄성중합체 시트는 마모로 인해 급속히 저하될 수 있습니다.
- 입자가 디스크 가장자리 주위에 쌓여 밀봉에 영향을 줄 수 있습니다.
- 일부 설계에서는 디스크 주변에 높은 난류가 발생하여 침식이 증가합니다.
이러한 특성은 버터플라이 밸브가 일부 슬러리 응용 분야에는 적합하지만 다른 응용 분야에는 적합하지 않은 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다.
버터플라이 밸브의 경우 아르 슬러리 또는 연마 매체에 적합
이러한 어려움에도 불구하고 버터플라이 밸브는 특정 조건에서 잘 작동할 수 있습니다. 일반적으로 슬러리가 연하고 밸브를 신중하게 선택하며 작동 조건을 제어하면 적합성이 향상됩니다.
1. 낮음에서 중간 정도의 마모성
슬러리에 대부분이 포함되어 있으면 미세 입자 (예: ~100미크론 미만) 이러한 입자는 마모성이 높지 않으므로 적절하게 설계된 버터플라이 밸브가 성공적으로 작동할 수 있습니다. 예는 다음과 같습니다:
- 부유물질이 포함된 처리된 폐수
- 비연마성 필러가 포함된 화학 슬러리
- 수처리 중 석회 슬러리(적절한 재료 포함)
이러한 경우 마모율은 관리 가능하며 탄성중합체 또는 특수 코팅된 디스크 및 시트는 긴 사용 수명을 제공할 수 있습니다.
2. 저렴한 비용으로 대형 밸브가 필요한 응용 분야
버터플라이 밸브는 큰 크기(예: DN 300 이상)에서 경제적입니다. 대형 파이프의 마모가 적은 슬러리를 처리할 때 볼 또는 나이프 게이트 밸브에 비해 설치 공간이 작고 설치 비용이 저렴하기 때문에 여전히 인기 있는 선택입니다.
3. 중요하지 않은 차단 요구 사항
밸브가 제공할 필요가 없는 경우 기밀 밀봉 , 약간의 마모는 허용될 수 있습니다. 예를 들면:
- 저압 슬러리 라인의 차단 밸브
- 약간의 누출이 허용되는 흐름 전환
- 시스템에 중복성이 내장된 애플리케이션
이러한 경우 시트에 약간의 부식이 발생하더라도 밸브는 여전히 적절하게 작동할 수 있습니다.
4. 고성능 또는 슬러리 전용 버터플라이 밸브 사용
일부 버터플라이 밸브는 더욱 견고한 매체용으로 특별히 설계되었습니다. 향상된 기능에는 다음이 포함될 수 있습니다.
- 하드 코팅 디스크 (예: 텅스텐 카바이드, 크롬 카바이드)
- 금속 시트 고성능 버터플라이 밸브
- 풀 러그 또는 이중 오프셋 설계 좌석 접촉과 마모를 줄이는
- 교체 가능한 좌석 연마용으로 설계됨
- 플러시 포트 작동 중 고형물을 제거하기 위해
이러한 설계 기능은 슬러리 서비스의 내구성을 크게 향상시켜 버터플라이 밸브를 중간 정도의 마모 환경에서 실행 가능한 옵션으로 만듭니다.
5. 낮은 속도 또는 제어된 속도 조건
침식은 속도에 따라 극적으로 증가합니다. 프로세스가 허용하는 경우:
- 더 낮은 유속,
- 원활한 흐름 전환 및
- 최소한의 난기류,
버터플라이 밸브는 마모가 훨씬 덜 발생할 수 있습니다.
버터플라이 밸브의 경우 Are 아니다 슬러리 또는 연마성 매체에 권장됨
버터플라이 밸브는 일부 슬러리 상황에서 작동할 수 있지만 이상적이지 않은 경우가 많으며 심지어 조기에 작동하지 않을 수도 있습니다.
1. 마모성이 높은 슬러리
크거나 날카롭거나 밀도가 높은 입자를 사용하는 응용 분야는 가장 까다로운 작업 중 하나입니다.
- 모래 슬러리
- 광미 광미
- 비산회
- 시멘트 또는 그라우트
- 미네랄이 풍부한 슬러리
디스크와 시트에 연마 입자가 지속적으로 영향을 미치면 종종 급격한 침식, 누출 및 짧은 밸브 수명이 발생합니다. 이러한 환경에서는 더 견고한 밸브 유형(예: 나이프 게이트 또는 핀치 밸브)이 더 나은 성능을 발휘하는 경향이 있습니다.
2. 고속 또는 고난류 시스템
유속이 높으면 입자가 더 큰 힘으로 밸브 표면에 부딪혀 침식이 가속화됩니다. 난류는 특히 디스크 앞쪽 가장자리 주변에서 문제를 심화시킵니다. 속도가 슬러리 서비스에 권장되는 제한을 초과하는 경우 일반적으로 버터플라이 밸브가 최선의 선택이 아닙니다.
3. 긴 서비스 간격 동안 긴밀한 차단이 필요한 애플리케이션
시스템이 요구하는 경우 누출 제로 또는 장기적인 밀봉 신뢰성 , 연마 서비스의 버터플라이 밸브는 문제가 될 수 있습니다.
- 탄성 시트가 마모되면 완전 차단이 방지될 수 있습니다.
- 점수가 매겨지거나 손상된 디스크가 밀봉을 방해합니다.
- 내장된 입자로 인해 시트 무결성이 손상될 수 있음
이러한 시나리오에서는 금속 시트 볼 밸브 또는 슬러리 나이프 게이트 밸브가 더 나은 신뢰성을 제공하는 경우가 많습니다.
4. 고압 연마재 응용 분야
고성능 버터플라이 밸브라도 고압 연마 서비스에서는 문제에 직면합니다. 기계적 응력과 연마 공격이 결합되면 심각한 손상이 발생할 수 있습니다. 대체 밸브 유형은 일반적으로 고압 슬러리 작업에서 버터플라이 밸브보다 성능이 뛰어납니다.
슬러리 응용 분야의 설계 및 재료 고려 사항
연마재에 적합한 버터플라이 밸브를 선택하려면 재료와 구조에 특별한 주의가 필요합니다.
디스크 재료
- 스테인레스 스틸 – 내식성이 우수하고 내식성이 보통임
- 연성이 있는 철 – 경제적이지만 내마모성이 떨어집니다.
- 하드 코팅된 표면 – 텅스텐 카바이드 또는 크롬 카바이드를 사용하여 내구성을 대폭 향상
- Hastelloy 또는 유사한 합금 – 부식성 슬러리 환경에 사용
연마 용도에는 일반적으로 하드 코팅 디스크가 권장됩니다.
좌석 재료
- EPDM 및 니트릴 엘라스토머 – 마모가 적은 환경에 적합
- PTFE 시트 – 더 나은 내화학성, 적당한 내마모성
- 금속 시트 – 고온 또는 마모성 서비스에 가장 적합하지만 기밀은 아님
시트는 일반적으로 가장 빨리 마모되는 부품이므로 소재 선택이 중요합니다.
밸브 디자인
- 이중 오프셋(고성능) 버터플라이 밸브 시트 마찰과 마모를 줄입니다.
- 삼중 오프셋 밸브 금속 간 밀봉을 제공하지만 일반적으로 가혹한 서비스에서 긴밀한 차단이 필요할 때 사용됩니다.
- 풀바디 또는 풀러그 디자인 까다로운 슬러리 공정에 더 나은 구조적 강도를 제공합니다.
코팅 및 라이닝
일부 슬러리 서비스는 다음과 같은 이점을 얻습니다.
- 세라믹 코팅 디스크
- 고무 라이닝 바디
- 강화 시트 링
