글로브 밸브 (Globe Valve)

 

산업 현장에서 유체의 흐름을 정밀하게 제어하는 데 필수적인 글로브 밸브! 아마 많은 분들이 밸브라는 단어는 익숙하지만, 글로브 밸브가 정확히 무엇이고, 어떤 역할을 하는지, 또 어떤 종류가 있는지 자세히 알기는 어려울 수 있습니다. 마치 수도꼭지를 잠그고 트는 것처럼, 글로브 밸브는 우리 생활과 산업 전반에서 유체의 흐름을 조절하는 중요한 역할을 수행합니다.

이번 포스팅에서는 글로브 밸브의 정의부터 작동 원리, 다양한 종류, 장단점, 그리고 적용 분야까지, 글로브 밸브에 대한 모든 것을 쉽고 자세하게 알아보겠습니다. 이 글을 통해 글로브 밸브에 대한 궁금증을 해소하고, 유량 제어에 대한 이해를 높일 수 있기를 바랍니다.

1. 글로브 밸브란 무엇일까요?

글로브 밸브(Globe Valve)는 이름 그대로 구(球) 형상의 몸체를 가진 밸브입니다. 밸브 내부의 디스크(disk)를 움직여 유체의 흐름을 조절하는 역할을 하죠. 특히, 밸브 내부에서 유체의 흐름 방향이 S자 형태로 바뀌는 것이 특징입니다. 이러한 구조 덕분에 유체의 흐름을 정밀하게 제어할 수 있어, 유량 조절이 중요한 시스템에 주로 사용됩니다.

글로브 밸브는 단순히 유체를 막거나 열어주는 역할뿐만 아니라, 유체의 양을 미세하게 조절하는 데에도 탁월한 성능을 발휘합니다. 마치 악기 연주자가 섬세하게 음량을 조절하듯이, 글로브 밸브는 산업 현장에서 유체의 흐름을 정교하게 컨트롤하는 핵심 부품이라고 할 수 있습니다.

2. 글로브 밸브, 어떻게 작동할까요? - 작동 원리 파헤치기

글로브 밸브의 작동 원리는 비교적 간단합니다. 밸브 시트(seat) 중앙에 위치한 개구부를 디스크가 오르내리면서 유체의 흐름을 조절하는 방식이죠. 핸들을 돌려 스템(stem)을 움직이면 디스크가 시트에서 멀어지거나 가까워지면서 유로의 면적이 변하게 됩니다. 마치 조리개로 빛의 양을 조절하듯이, 디스크의 움직임에 따라 유체의 양이 정밀하게 제어되는 것입니다.

글로브 밸브의 핵심은 유체의 흐름 방향과 디스크의 이동 방향이 수직을 이룬다는 점입니다. 이러한 구조 덕분에 유체의 흐름을 효과적으로 차단하고, 유량을 정밀하게 조절할 수 있습니다. 하지만, 유체의 흐름이 밸브 내부에서 꺾이면서 압력 손실이 발생할 수 있다는 단점도 있습니다.

3. 글로브 밸브의 매력과 한계 - 장점과 단점 비교 분석

글로브 밸브는 다양한 장점과 함께 몇 가지 단점도 가지고 있습니다. 장단점을 명확히 이해하고 사용 목적에 맞는 밸브를 선택하는 것이 중요합니다.

장점

• 정밀한 유량 조절: 글로브 밸브의 가장 큰 장점은 선형 운동을 통해 유량을 정밀하게 조절할 수 있다는 것입니다. 미세한 유량 조절이 필요한 시스템에 적합합니다.
• 우수한 차단 성능: 디스크와 시트의 밀착성이 뛰어나 누설이 적습니다. 유해 물질 유출을 방지해야 하는 환경에서 특히 유용합니다.
• 다양한 유체 사용 가능: 폭넓은 산업 분야에서 다양한 유체에 적용할 수 있습니다.
• 유지 보수 용이: 구조가 비교적 간단하여 유지 보수가 용이합니다.
• 빠른 개폐 속도: 개방 및 폐쇄 위치 간 스템 이동 시간이 게이트 밸브에 비해 짧습니다.

단점

• 압력 손실: 밸브 내부의 복잡한 유로 구조로 인해 유체의 압력 손실이 큰 편입니다.
• 크기 및 무게: 다른 밸브에 비해 크기가 크고 무거운 편입니다.
• 적용 제한: 슬러지나 이물질이 포함된 유체 제어에는 적합하지 않습니다.
• 가격: 다른 밸브에 비해 상대적으로 비쌉니다.
• 충격: 충격에 의한 파손 및 난류 발생 위험이 있습니다.

구분	장점	단점
장점	폭넓은 분야와 유체에 사용 가능, 빠르고 정밀한 제어 가능, 뛰어난 밀봉 능력, 다양한 종류, 유지 보수가 용이	유체의 압력 손실이 큼, 다른 밸브보다 크고 무거움, 슬러지/이물질 포함 유체에 사용 불가, 상대적으로 비싼 가격, 충격에 의한 파손 및 난류 발생 위험

4. 글로브 밸브의 다채로운 변신 - 종류 알아보기

글로브 밸브는 다양한 기준으로 분류될 수 있습니다. 형상, 디스크가 닫히는 방향, 유로의 수에 따라 다양한 종류가 존재하며, 각각의 특징과 장단점을 가지고 있습니다.

(1) 형상에 따른 분류

• Z-Type: 가장 일반적인 형태이며, 제작, 설치, 유지 보수가 용이합니다. 다만, 압력 손실은 다른 형태에 비해 큰 편입니다.
• Y-Type: 밸브 시트와 스템이 유체 흐름 방향과 45도 기울어진 각도로 위치합니다. 유체 흐름이 선형에 가까워 압력 강하가 적어 보일러 차단 밸브로 많이 사용됩니다.
• Angle Type: 유체가 밸브로 들어오는 방향과 수직 한 방향으로 배출됩니다. 배관의 방향을 90도로 전환하는 데 사용되며, 슬러지 배출에 유리합니다.

(2) 디스크가 닫히는 방향에 따른 분류

• 유체가 흐르는 방향 = 디스크 닫히는 방향: 빠른 밸브 차단이 가능합니다. 긴급 차단이 필요한 시스템에 적합합니다.
• 유체가 흐르는 방향 ≠ 디스크 닫히는 방향: 빠른 밸브 개방이 가능하며, 정밀한 유량 제어에 유리합니다.

(3) 유로의 수에 따른 분류

• 2-way flow control: 일반적인 글로브 밸브로, 밸브를 기준으로 유체가 출입하는 두 유로를 차단하여 제어합니다.
• 3-way flow mixing: 두 개의 유로를 통해 유체가 유입되고, 혼합된 유체가 하나의 유로로 배출됩니다. 서로 다른 유체를 혼합하는 데 사용됩니다.
• 3-way flow diverting: 하나의 유로를 통해 유체가 유입되고, 두 개의 출구를 통해 유체가 배출됩니다. 유체의 흐름을 분산시키는 데 사용됩니다.

5. 글로브 밸브, 어디에 사용될까요? - 다양한 적용 분야

글로브 밸브는 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 유체의 흐름을 정밀하게 제어해야 하는 시스템이라면 어디든 글로브 밸브가 활약할 수 있습니다.

• 발전소: 증기, 급수 시스템 등 고온, 고압의 유체를 제어하는 데 사용됩니다.
• 정유 및 화학 공장: 석유, 가스, 화학 물질 등 위험 물질의 흐름을 안전하게 제어하는 데 사용됩니다.
• 수처리 시설: 물의 흐름을 조절하고 차단하여 정수 및 폐수 처리 효율을 높이는 데 사용됩니다.
• 일반 산업: 섬유, 식품, 제약 등 다양한 산업 분야에서 유체의 흐름을 제어하는 데 사용됩니다.

6. 좋은 글로브 밸브, 어떻게 고를까요? - 설계 고려 사항

글로브 밸브를 선택할 때는 다음과 같은 사항들을 고려해야 합니다.

• 유체 압력 손실 최소화: 밸브 내부 유로를 최적화하여 압력 손실을 줄여야 합니다.
• 재료 선정: 유체의 종류, 온도, 압력 조건에 맞는 적절한 재료(주철, 탄소강, 스테인리스강, 황동 등)를 선택해야 합니다.
• 트림(Trim) 설계: 개폐 조작뿐만 아니라 유량 조절 기능까지 고려하여 플러그와 시트 링을 설계해야 합니다. 플러그 헤드의 형상(Ball type, Needle type 등)을 용도에 맞게 선택합니다.
• 보닛 연결 방식: 나사형, 볼팅형, 용접형, 압력 밀봉형 등 다양한 보닛 연결 방식을 고려하여 밸브의 종류를 결정합니다.

7. 안전하고 효율적인 사용을 위해 - 관련 규격 및 표준

글로브 밸브의 설계, 제조, 검사, 시험 등과 관련된 다양한 규격 및 표준이 존재합니다. 이러한 규격 및 표준을 준수함으로써 밸브의 안전성과 신뢰성을 확보할 수 있습니다.

발행기관 코드	규정사항
ASME B16.34	밸브의 플랜지, 스레드 및 용접 이음에 대해서 각각의 압력-온도 등급, 치수, 공차, 재료, 비파괴 검사, 테스트 및 마킹 요구 사항을 규정합니다.
API 600	볼트식 보닛 스틸 게이트 밸브에 관한 규격이지만 글로브 밸브의 일반적인 설계 및 제조 목적으로 활용 가능합니다.
API 598	밸브 검사 및 테스트에 관한 규격. 글로브 밸브를 포함한 모든 유형의 밸브에 대한 누설 테스트 및 기타 테스트 요구 사항을 포함합니다.
AWWA C500	메탈 시티드 게이트 밸브 규격으로, 주로 게이트 밸브에 초점을 맞추지만 상수도 및 폐수 처리 시설에서 사용되는 밸브의 설계 및 제조 기준을 제공하여 글로브 밸브 설계 시 참고할 수 있습니다.
ISO 5208	산업용 밸브의 압력 시험에 대한 국제 표준 규격. 글로브 밸브를 포함한 모든 유형의 밸브에 적용되는 코드입니다.
ISO 5752	금속 밸브의 치수 시리즈에 대한 국제 표준, 글로브 밸브의 설치 및 치수 결정에 활용됩니다.
MSS SP-42	CL.150 부식 서비스용 캐스트 글로브 밸브 규격입니다.
MSS SP-80	청동 게이트, 글로브, 각 및 체크 밸브에 관한 규격입니다.
MSS SP-85	철 주조체 게이트, 글로브, 각 및 체크 밸브에 관한 규격입니다.

8. 마무리

지금까지 글로브 밸브에 대해 자세히 알아보았습니다. 글로브 밸브는 유체의 흐름을 정밀하게 제어하는 데 필수적인 부품이며, 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 이 글을 통해 글로브 밸브에 대한 이해를 높이고, 현명한 밸브 선택에 도움이 되셨기를 바랍니다.