저크래킹 압력 체크 밸브: 유형, 선택 및 용도

저크래킹 압력 체크 밸브란 무엇입니까?

업스트림 압력이 특정 마진만큼 하류 압력을 초과할 때 체크 밸브가 열립니다. 그 마진은 크래킹 압력 . 대부분의 표준 스프링 장착 체크 밸브의 경우 크래킹 압력은 3~15psi입니다. 낮은 크래킹 압력 체크 밸브는 해당 범위(일반적으로 1psi 미만)보다 훨씬 낮은 차압에서 열리도록 설계되었으며 일부 설계에서는 0.05psi 또는 수주 1인치 미만의 낮은 압력에서도 열리도록 설계되었습니다.

이러한 구별은 시스템의 구동 압력이 너무 약해서 표준 밸브를 강제로 열 수 없을 때 중요합니다. 저유량 공압 회로, 중력 공급 액체 라인, 극저온 시스템 및 민감한 장비에서 균열에 5psi를 요구하는 밸브는 단순히 닫혀 있어 통과해야 하는 흐름을 차단합니다. 이러한 조건에서는 낮은 크래킹 압력 체크 밸브가 프리미엄 옵션이 아닙니다. 이것이 작동하는 유일한 옵션입니다.

좀 더 폭넓게 살펴보려면 실제 파이프라인 조건에서 크래킹 압력이 어떻게 작용하는지 , 유체 점도 및 설치 방향의 영향을 포함하여 기본 사항은 저압 응용 분야에 직접 적용됩니다.

크래킹 압력이 결정되는 방법

크래킹 압력은 임의의 등급이 아닙니다. 이는 밸브를 닫고 있는 힘과 밸브를 열어주는 상류 압력 사이의 물리적 균형에서 나타납니다. 네 가지 변수가 균형을 좌우합니다.

• 스프링 예압: 스프링 보조 설계에서는 스프링이 가벼울수록 크래킹 압력이 낮아집니다. 1psi 미만 균열을 목표로 하는 밸브는 일반적으로 매우 부드러운 스프링(때로는 리턴 가이드보다 조금 더 많음)을 사용하거나 스프링을 전혀 사용하지 않습니다.
• 밸브 시트 면적: 압력은 면적에 작용합니다. 시트 직경이 작을수록 균열을 여는 데 절대적인 힘이 덜 필요하므로 소형 인라인 체크 밸브는 동일한 스프링 하중에서 구경이 큰 장치보다 균열 압력이 더 낮은 경우가 많습니다.
• 씰링 요소 무게: 스프링 없는 설계(덕빌 밸브, 자유 부동 볼 체크, 알루미늄 팔레트가 있는 보존 통풍구)에서는 중력만으로 밸브가 닫힌 상태로 유지됩니다. 크래킹 압력은 순전히 폐쇄 요소의 무게를 유효 면적으로 나눈 값으로 결정됩니다.
• 설치 방향: 흐름이 위쪽으로 향하도록 수직으로 장착된 밸브는 스프링 외에 중력에 대항하여 자체 밀봉 요소를 들어 올려야 합니다. 동일한 밸브가 수평으로 장착되거나 흐름이 아래쪽으로 향하는 경우 눈에 띄게 낮은 차압에서 균열이 발생할 수 있습니다.

밸브를 지정하기 전에 각 변수가 어떻게 상호 작용하는지 이해하는 것이 중요합니다. 상담하다 단계별 크래킹 압력 계산 및 선택 가이드 후보 밸브의 정격 크래킹 압력이 실제 설치 조건에서 달성되는지 확인합니다.

크래킹 압력이 낮은 밸브 유형

모든 체크 밸브 설계가 낮은 크래킹 압력을 동일하게 달성할 수 있는 것은 아닙니다. 아래 표에는 일반적인 균열 압력 범위와 가장 일반적인 구성에 대한 주요 장단점이 요약되어 있습니다.

재료 선택은 밸브 형상만큼 중요합니다. 공격적인 매체(산, 부식제 또는 염소 처리된 물)의 경우 PTFE 라이닝, 스테인리스 스틸 또는 불소중합체 몸체 밸브가 필요합니다. 표준 물 및 공기 서비스의 경우 연성 철 및 엔지니어링 플라스틱은 내구성과 낮은 균열 반응의 비용 효율적인 조합을 제공합니다. 자세한 가이드를 검토하세요. 체크 밸브 구성에 사용되는 디스크 유형 및 재료 공정 유체 또는 온도 범위로 인해 옵션이 좁아지는 경우.

크래킹 압력과 재밀봉 압력의 균형

매우 낮은 크래킹 압력으로 인한 한 가지 결과는 종종 과소평가됩니다. 즉, 흐름이 멈춘 후에 밸브가 자체적으로 단단히 다시 밀봉되지 않을 수 있습니다. 이유는 다음과 같습니다.

약 3~5psi 이상의 크래킹 압력을 갖는 스프링 장착 체크 밸브는 흐름이 역전될 때 씰링 요소를 시트에 다시 단단히 밀어 넣을 만큼 충분한 스프링력을 전달합니다. 전방 흐름에 저항하는 스프링 에너지는 폐쇄를 유도하는 에너지와 동일합니다. 1psi 미만의 균열을 달성하려면 스프링 예압을 떨어뜨리고 폐쇄 에너지도 함께 사라집니다. 이제 밸브는 스프링 리턴뿐만 아니라 시스템의 배압에 따라 다시 밀봉됩니다. 이는 재밀봉 압력이 낮은 크래킹 압력 설계에서 크래킹 압력보다 높으며 때로는 2~5배 정도 높음을 의미합니다.

엔지니어의 경우 실질적인 의미는 간단합니다. 시스템이 흐름 정지 후 적절한 역류 압력을 생성하는지 확인하거나, 상당한 배압을 요구하지 않고 확실한 폐쇄를 달성하는 부드러운 탄성 시트가 ​​있는 이중 플래퍼와 같은 설계를 선택하는 것입니다. 덕빌 밸브 및 다이어프램 밸브와 같은 스프링 없는 설계는 스프링 힘이 아닌 기하학적 구조를 통해 낮은 크래킹 압력과 안정적인 자체 밀봉을 모두 달성하기 때문에 의료 및 실험실 회로에서 종종 선호됩니다.

낮은 크래킹 압력 체크 밸브가 사용되는 곳

낮은 크래킹 압력 체크 밸브는 흐름을 구동하는 데 사용할 수 있는 시스템 압력이 제한되는 곳이나 밸브 전체에 약간의 압력 강하라도 시스템 성능을 저하시키는 곳에 나타납니다. 가장 명확한 예는 다섯 가지 광범위한 범주로 나뉩니다.

• HVAC 및 건물 서비스: 냉수 및 난방 시스템의 균형 회로는 psi가 아닌 물 피트 단위로 측정된 차압에서 작동합니다. 2psi에서 밸브 균열이 발생하면 허용할 수 없는 저항이 추가됩니다. 낮은 크래킹 압력 고무 디스크 및 웨이퍼 스타일 체크 밸브는 이러한 회로에 대한 표준 선택입니다.
• 물 및 폐수 처리: 화학 물질 투여 펌프는 낮은 배출 수두에서 시약을 전달합니다. 주입 퀼의 체크 밸브는 펌프의 차압(보통 1psi 미만)에서 안정적으로 열려야 하며, 펌프가 정지할 때 역사이펀 현상을 방지해야 합니다.
• 화재 진압 및 스프링클러 시스템: 습식 파이프 경보 밸브와 구역 체크 밸브는 단일 개방형 스프링클러 헤드로 인해 발생하는 매우 작은 압력 차이에 반응해야 합니다. 느리거나 높은 크래킹 압력 밸브는 활성화를 지연시킵니다.
• 공압 계측 및 제어: 저압 계기용 공기 및 질소 퍼지 라인(수인치 수 인치의 게이지 압력에서 작동)에는 순방향에서 무시할 수 있는 저항과 역오염에 대한 안정적인 격리를 제공하는 밸브가 필요합니다.
• 의료 기기 및 실험실 장비: 연동 펌프, 주입 시스템 및 가스 샘플링 장비는 작은 차압을 생성합니다. 밀리바 단위로 측정되는 크래킹 압력을 갖춘 덕빌 및 다이어프램 체크 밸브는 이러한 응용 분야의 표준입니다.

보통 수준에서 높은 수준의 흐름이 포함되는 산업 플랜트의 공정 배관의 경우, 산업용 파이프라인 시스템용 연성철 체크 밸브 까다로운 환경에 필요한 내구성과 압력 등급을 제공하는 동시에 대부분의 건물 서비스 응용 분야에 적합한 크래킹 압력을 갖춘 고무 디스크 설계를 제공합니다.

시스템에 적합한 밸브를 선택하는 방법

밸브를 올바르게 선택한다는 것은 가격이나 가용성부터 시작하지 않고 다음 매개변수를 순서대로 진행하는 것을 의미합니다.

1. 최소 구동 차압을 정의합니다. 이는 시스템이 밸브 위치 전체에 걸쳐 생성하는 가장 작은 차이입니다. 목표 크래킹 압력은 여유가 있는 이 값보다 낮아야 합니다. 최소 차동이 0.5psi인 경우 0.3psi 균열 등급의 밸브는 자동으로 안전하지 않습니다. 설치 방향 및 유체 조건에 따라 크래킹 압력이 지정되어 있는지 확인하십시오.
2. 필요한 흐름 용량을 식별합니다. 낮은 크래킹 압력과 높은 Cv(유량 계수)가 항상 함께 작용하는 것은 아닙니다. 플래퍼 설계는 일반적으로 동일한 공칭 크기의 포핏 설계보다 더 높은 Cv를 제공합니다. 밸브가 완전히 열렸을 때 허용 가능한 압력 강하 한계 내에서 최대 유량을 통과할 수 있는지 확인하십시오.
3. 유체 및 사용 조건을 지정하십시오. 온도, 유체 화학, 미립자 함량 및 필수 청정도 등급은 모두 재료 선택을 제한합니다. 스테인레스 스틸 및 PTFE 장착 설계는 부식성 및 고순도 응용 분야를 처리합니다. 표준 물 서비스의 경우 연성주철과 NBR 고무 디스크 조합이 내구성이 뛰어나고 경제적입니다. 에이 스테인레스 스틸 고무 디스크 체크 밸브 가벼운 내식성과 낮은 크래킹 압력이 모두 필요한 두 가지 요구 사항을 모두 충족합니다.
4. 재밀봉 및 누출 등급 요구 사항을 확인하세요. 역방향 누출 제로가 필수인 경우 포지티브 시트 형상을 갖춘 설계를 선택하고 시스템의 예상 역류 압력에 대한 재밀봉 압력을 확인하십시오. 낮은 배압 하에서 기밀 차단을 위해서는 더 높은 스프링 예압(균열 압력을 높임)이나 탄성 중합체 덕빌과 같은 형상 기반 밀봉 메커니즘이 필요합니다.
5. 적용 가능한 표준을 확인하십시오. 압력 배관용 산업용 체크 밸브는 다음을 포함하여 쉘 무결성, 시트 누출 허용 및 폐쇄 성능을 정의하는 표준에 따라 테스트되고 인증되었습니다. API 598에 따른 밸브 검사 및 테스트 요구 사항 . 선택한 밸브가 프로젝트 사양이나 현지 규정에서 요구하는 인증을 받았는지 확인하세요.
6. 수명주기 및 유지 관리를 설명합니다. 매우 가벼운 스프링이나 얇은 탄성 요소가 있는 낮은 크래킹 압력 밸브는 견고한 산업용 체크 밸브보다 미립자 오염 및 화학적 분해에 더 민감합니다. 최종 선택 시 청소 간격, 예비 부품 가용성, 계획되지 않은 교체 비용 등을 고려하십시오.

사양을 확정하기 전에 이러한 6단계를 수행하면 대부분의 잘못된 적용 오류가 제거되고, 밸브가 너무 늦게 깨지거나, 너무 느슨하게 밀봉되거나, 사용 초기에 실패하는 훨씬 더 큰 비용이 드는 문제를 방지할 수 있습니다.