동심 버터플라이 밸브의 주요 구성 요소
작성자
앨런 장 · 수석 응용 엔지니어, LAUX VALVE
동심 버터플라이 밸브의 주요 구성 요소를 이해하는 것은 올바른 선정과 유지보수에 필수적입니다. 동심형(센터형 또는 탄성 시트형) 버터플라이 밸브는 스템이 디스크 중심을 관통하고 디스크가 시트 보어 내부에 대칭으로 자리 잡는 구조를 가집니다. 본 기사는 각 주요 부품을 종합적으로 소개합니다.
밸브 본체
본체는 압력을 담는 주요 부품으로 일반적으로 주철(ASTM A126), 구상흑연주철(ASTM A536), 탄소강(ASTM A216 WCB), 스테인리스 스틸(ASTM A351 CF8M) 등으로 제작됩니다. 설치 요건에 따라 웨이퍼, 러그, 더블 플랜지 형태가 있습니다. 웨이퍼는 가장 컴팩트하고 경제적이며, 러그는 말단 배관 서비스가 가능하고, 더블 플랜지는 가장 견고한 연결을 제공합니다.
- 1
탄성 시트 삽입
카트리지 또는 성형 시트를 본체 보어에 압입하여 후속 단계에서 디스크 엣지와 360° 접촉 확보.
- 2
상하 부싱 설치
청동, PTFE 함침 또는 스테인리스 부싱이 낮은 마찰로 스템을 지지.
- 3
디스크 위치 결정 및 스템 핀 결합
디스크를 시트 보어에 중심 정렬하고, 핀리스 텅-그루브 또는 관통 핀 연결로 스템의 토크를 전달.
- 4
글랜드 패킹 조임
스템 패킹(PTFE V링 또는 흑연)을 규정 토크로 압축해 사전 하중을 설정.
- 5
ISO 5211 패드에 액추에이터 장착
ISO 5211 F 플랜지에 직접 장착하므로 어댑터 불필요. 시운전 전에 개/폐 스토퍼를 확인.
디스크
디스크는 개폐 사이에서 90° 회전하는 유량 제어 요소입니다. 동심형 밸브에서 디스크는 보어 중심에 배치되어 전 둘레에 걸쳐 시트와 균일하게 접촉합니다. 일반적인 재질은 구상흑연주철, 스테인리스 스틸(CF8, CF8M), 알루미늄 청동 및 부식성 서비스용 특수 합금 등입니다. 형상은 보통 렌즈형 또는 평면형으로, 낮은 토크와 우수한 유동 특성을 위해 최적화되어 있습니다.
시트
시트는 디스크와 본체 사이의 밀봉 계면을 제공합니다. 탄성 시트 설계에서는 EPDM, NBR, FKM, PTFE 등의 엘라스토머로 성형됩니다. 카트리지 형(밸브를 분리하지 않고 교체 가능), 접착 형, 압입 형이 있습니다. 시트 재질이 밸브의 온도 범위, 화학적 호환성, 밀봉 성능을 결정합니다.
스템 (샤프트)
스템은 액추에이터의 토크를 디스크에 전달합니다. 대부분의 동심형 버터플라이 밸브는 일체형 또는 이분할 스템 설계를 사용합니다. 스템은 디스크를 관통하여 본체의 베어링에 지지됩니다. 일반적인 스템 재질은 STS 410, 416, 420, 431, 316 등입니다. 스템–디스크 연결은 핀, 키, 사각/육각 구동부를 사용할 수 있습니다.
액추에이터
액추에이터는 디스크를 회전시키는 힘을 공급합니다. 수동 레버(소형), 기어 조작기(대형 또는 고압용), 공압 액추에이터, 전동 액추에이터 등이 있습니다. 본체의 ISO 5211 장착 패드를 통해 별도 브래킷 없이 액추에이터를 직접 장착할 수 있어 설치가 간편하고 비용이 절감됩니다.
재질 선정 요약
| 서비스 | 본체 | 디스크 | 스템 | 시트 |
|---|---|---|---|---|
| 음용수 | 구상흑연주철 + 에폭시 | NBR 코팅 구상흑연주철 | STS 416 | EPDM |
| 염수·해수 | 알루미늄 청동 C95800 | 알브론즈 또는 듀플렉스 2205 | 듀플렉스 2205 | 퍼옥사이드 가교 EPDM |
| HVAC 온수 (≤ 120 °C) | 주철 또는 구상흑연주철 | Ni-Resist | STS 416 | EPDM |
| 탄화수소·연료 | 탄소강 WCB | STS 316 / CF8M | STS 316 | NBR 또는 FKM |
| 강산·화학물질 | PTFE 라이닝 DI | PTFE 봉입 스테인리스 | 하스텔로이 C-276 | PTFE |
자주 묻는 질문
동심형, 더블 오프셋, 트리플 오프셋의 차이는?
동심형은 스템 축이 디스크 중심과 시트 평면을 모두 통과하여 90° 회전 전체에서 접촉이 발생합니다. 더블 오프셋은 스템을 시트면과 디스크 중심에서 옮겨 마모를 줄입니다. 트리플 오프셋은 원뿔형 시트 각도를 추가해 슬라이딩 접촉을 완전히 제거 — 파이어 세이프와 고온 용도에 필수.
가압 시 스템 블로 아웃은 어떻게 방지됩니까?
동심형 밸브는 스템에 일체형 블로 아웃 방지 숄더와 글랜드 측 리테이너 또는 스러스트 와셔를 함께 사용합니다. 숄더가 본체의 단차에 맞닿아 축 방향 하중을 패킹이 아닌 본체가 받도록 설계되며, API 609 / EN 593에 따라 시험됩니다.
배관에서 밸브를 분리하지 않고 시트만 교체할 수 있나요?
카트리지 시트만 가능합니다. 접착 또는 압입 시트는 공장 반입이 필요합니다. 현장 교체가 예상된다면 '교체형 카트리지 시트'로 명시 — 염소 주입 수처리 용도에서 일반적으로 요구됩니다.
스템 실의 일반적인 패킹 재질은?
주로 3가지: PTFE V링(가장 청결, 식품·제약), 증기·고온용 흑연, 마모성 용도용 아라미드 함침 PTFE. 모두 현장 조정 가능. 수처리 용도의 기본은 PTFE.
부싱은 하중을 받는 부품인가요, 단순 안내 부품인가요?
둘 다입니다. 상하 부싱은 닫힌 디스크에 작용하는 차압으로 인한 반경 반력과, 정렬이 어긋난 액추에이터 토크에 의한 측면 하중을 함께 지지합니다. 부싱의 끼워맞춤과 윤활은 작동 토크에 직접 영향을 미칩니다.
