산업용 배관 시스템에서 밸브는 유체의 "교통 컨트롤러" 역할을 합니다.밀봉 성능 시스템 안전성과 효율성을 직접적으로 결정합니다. 부식성 화학 물질부터 고압 증기 및 극저온 액화 가스까지, 다층 밀봉 구조누출에 대한 마지막 방어선을 구축합니다.
I. 이중층 밀봉 구조 분석
최신 밸브는 다층형 밀봉 설계 시스템을 채택합니다.
| 봉인 계층 | 기능 | 일반적인 구성 요소 |
|---|---|---|
| 1차 씰(프로세스 씰) | 매체를 직접 분리하고 중요한 흐름 경로에서 누출을 차단합니다. | - 시트 링(금속/연질 합금) - 디스크/볼 밀봉 표면 (정밀 가공) |
| 2차 씰(동적/정적) | 보조 누출 경로(스템, 보닛)를 밀봉합니다. | - 스템 패킹(흑연/PTFE) - 나선형 개스킷 - 벨로우즈 씰 (제로 배출 설계) |
사례 연구: 10,000psi 고압 게이트 밸브의 경우, 스텔라이트 경합금 시트 450°C를 견뎌내며,유연한 흑연 패킹 링 동적인 스템 밀봉을 가능하게 합니다.
II. 첨단 실링재 기술 매트릭스
핵심 소재 성능 비교
| 재료 유형 | 압력-온도 한계 | 미디어 호환성 | 일반적인 응용 프로그램 |
|---|---|---|---|
| 강화 흑연 복합재 | -260°C~650°C/≤420bar | 산/알칼리/유기 용매 | 화학 밸브 스템, HP 스팀 밸브 |
| PTFE 라미네이트 | -200°C~260°C/≤100bar | 공격적인 부식성 물질 | 다이어프램 밸브, 피클링 시스템 |
| 금속 합금 | |||
| ・ 스텔라이트 21 | ≤1000°C/상한 압력 제한 없음 | 침식/마모 저항성 | 발전소 터빈 바이패스 밸브 |
| ・ 인코넬 625 | -200°C~700°C | 염화물/산화제 저항성 | 해저 밸브 |
| 특수 엘라스토머 | |||
| ・ 퍼플루오로엘라스토머(FFKM) | -25°C~327°C | 전 스펙트럼 내화학성 | 제조 공장의 H₂SO₄ 전환 밸브 |
III. 산업 과제 및 밀봉 솔루션
A. 석유 및 가스 탐사:
- 도전과제: 15,000psi 웰헤드 밸브의 수소 취성
- 솔루션:
- 1차 씰: 텅스텐 카바이드 자체 활성화 시트 링
- 2차 씰: API 607 내화 인증 흑연 패킹
- 비상 봉인: 주입 수리 가능한 시트 시스템
B. 원자력 중요 밸브:
- 도전과제: 원자로 냉각수 밸브의 세슘 방사선 부식
- 핵심 기술:
- 듀얼 벨로우즈 씰 구조(인코넬 750 합금)
- 니켈 합금 + 유연한 흑연 나선형 개스킷
IV. 국제 휘발성 물질 배출 제어 표준
엄격한 규제는 혁신을 촉진합니다.
평문
평문
复제
■ 독일 TA-Luft: CH₄ 누출 < 500ppm @ 스템 씰 ■ ISO 15848-1 Class AH: 누출 < 50ppm (-196°C~540°C 테스트) ■ SHELL SPE 77/300: VOC 휘발성 배출물 제로주요 밀봉 기술:
- 활하중 포장 시스템 (스프링 에너지 흑연)
- 벨로우즈 밀봉 밸브 (15년간 무정비 서비스)
- 서브마이크론 씰링 표면 연삭 (Ra ≤ 0.1μm)
V. 밸브 씰 고장 모드 및 예방 전략
일반적인 실패 사례 및 대책:
| 실패 모드 | 근본 원인 | 예방 전략 |
|---|---|---|
| 좌석 침식 고장 | 고체 입자 충돌 | SiC 세라믹 시트 + 45° 흐름 경로 최적화 사용 |
| 포장 열분해 | 260°C 이상에서 PTFE 탄화 | 냉각 핀 + 흑연 열 차단재 추가 |
| 금속 표면 긁힘 | 고인자/저온도 금속 접착력 | 마찰계수를 낮추기 위해 DLC 코팅을 적용합니다. |
| 개스킷 콜드 플로우 | 볼트 예압 완화 | 톱니 모양의 금속 개스킷 + 유압식을 사용하세요. |
결론: 밸브 밀봉 기술의 핵심 원리
밸브 밀봉 시스템은 다음을 나타냅니다.재료 과학, 구조 역학 및 운영 적응성의 정밀한 통합. 주요 원칙:
- 계층적 방어
1차 씰은 매체 흐름을 단단히 차단하고, 2차 씰은 미세 누출을 동적으로 보상합니다. - 극한 상황 적응
재료는 물리적 한계(-260°C의 극저온에서 1000°C의 초고온까지)를 넘어야 합니다. - 전체 수명 주기 관리
ASME B16.34/API 622 표준은 열 응력, 기계적 피로 및 설치 편차에 대한 상승효과적 분석을 요구합니다.
엔지니어링 필수 사항: 밸브 씰은 분리된 구성 요소가 아니지만 기계적으로 결합된 생활 구조물배관 시스템 내에서 모든 열 사이클, 압력 서지 또는 매체 변경은 시스템의 복원력을 시험합니다. 시스템적 사고만이 진정한 무누설 성능을 달성할 수 있습니다.
게시 시간: 2025년 7월 9일