제어 밸브 누출 등급은 지정된 테스트 조건에서 닫힌 밸브 시트를 통과하는 허용 흐름을 정의합니다. 클래스 II, III 및 IV는 점점 더 엄격한 금속 시트 누출 제한을 제공하는 반면 클래스 V는 압력 및 포트 크기에 따른 액체 누출 기준을 적용하고 클래스 VI는 일반적으로 탄력 있는 시트와 관련된 매우 낮은 가스 누출 제한을 적용합니다. 클래스 VI는 자동으로 절대 영점 누출로 설명되어서는 안 됩니다. 구매 사양에는 표준, 등급, 테스트 매체, 압력 차동, 흐름 방향, 온도 조건 및 선택한 시트 구성이 명시되어야 합니다.
제어 밸브는 흐름을 정확하게 조절할 수 있으며 닫으라는 명령을 받았을 때 일부 유체가 시트를 통과하도록 허용합니다. 누출이 허용 가능한지 여부는 프로세스 작업, 시트 설계, 차압, 온도, 매체 및 프로젝트에 지정된 누출 등급에 따라 달라집니다.
문구 “완전 차단” 조달하기에 충분히 정확하지 않습니다. 한 공급업체는 이를 표준 금속 시트 클래스 IV 요구 사항으로 해석하는 반면 다른 공급업체는 탄력 있는 시트 클래스 VI 요구 사항을 가정할 수 있습니다. 두 인용문에서 유사한 표현을 사용하더라도 밸브는 서로 다른 기대에 맞게 제조, 작동 및 테스트될 수 있습니다.
이 가이드에서는 설명합니다. 제어 밸브 누출 등급, 클래스 I부터 VI까지의 차이점, 클래스 VI가 자동으로 "누출 제로"가 아닌 이유, 구매자가 데이터시트와 구매 주문서에 명시해야 하는 사항.
먼저 세 가지 유형의 밸브 누출을 분리합니다.
시트 누출 등급을 논의하기 전에 평가되는 누출 경로를 구별하십시오.
| 누설 유형 | 누출 경로 | 주요 검증 |
|---|---|---|
| 시트 누출 | 닫힌 플러그, 디스크 또는 회전식 폐쇄 요소 및 시트를 통해 | 제어 밸브 시트 누출 테스트 |
| 외부 압력 경계 누출 | 본체, 보닛, 개스킷, 나사형 또는 압력 함유 조인트를 통해 | 쉘 또는 정수압 테스트 |
| 비산 배출 누출 | 주로 스템 패킹과 대기에 대한 동적 밀봉을 통해 | 적용 가능한 탈루성 배출 자격 및 생산 요건 |
클래스 VI 시트는 스템 패킹의 비산 배출이 낮다는 것을 증명하지 않습니다. 마찬가지로, 성공적인 정수압 쉘 테스트는 폐쇄 시트 누출 등급을 설정하지 않습니다.
어떤 표준이 적용되나요?
주변 온도 제어 밸브 검사 및 시트 누출 테스트에는 두 가지 참고 자료가 자주 사용됩니다.
- ANSI/FCI 70-2-2021 — 제어 밸브 시트 누출 테스트 표준
- IEC 60534-4:2021 — 산업 공정 제어 밸브, 검사 및 정기 테스트
프로젝트에는 주문을 관리하는 표준과 에디션이 명시되어야 합니다. 전체 참조를 식별하지 않고 "ANSI 누출 등급" 또는 "IEC 누출 등급"만 기재하지 마십시오.
특별 서비스에는 추가 또는 다른 절차가 필요할 수 있습니다. 예를 들어, 극저온 및 저온 시트 누출 테스트는 주변 테스트가 저온 서비스 견고성을 입증한다고 가정하는 대신 별도로 지정되어야 합니다.
누출 등급은 정의된 표준, 테스트 방법 및 테스트 조건과 연결될 때만 의미가 있습니다.
제어 밸브 누출 등급 I~VI
등급은 허용 가능한 누출의 다양한 수준과 방법을 나타냅니다. 클래스 번호가 높다고 해서 모든 밸브가 해당 클래스에 공급될 수 있거나 공급되어야 한다는 의미는 아닙니다.
| 수업 | 일반통역 | 일반적인 엔지니어링 용도 | 중요한 제한 사항 |
|---|---|---|---|
| 클래스 I | 달리 합의하지 않는 한 정의된 생산 시트 누출 테스트는 없습니다. | 차단 견고성이 지배적인 요구 사항이 아닌 업무 | 측정된 누출 성능으로 해석되어서는 안 됩니다. |
| 클래스 II | 일반적으로 정격 용량의 백분율로 표시되는 상대적으로 허용되는 테스트 누출입니다. | 적당한 폐쇄 시트 누출이 허용되는 선택된 금속 시트 응용 분야 | 누출로 인해 안전, 오염 또는 에너지 손실 문제가 발생하는 경우에는 적합하지 않습니다. |
| 클래스 III | 클래스 II보다 엄격하지만 여전히 일반적으로 용량 기반 | 중간 금속 시트 차단 요구 사항 | 실제 프로세스 결과와 비교하여 확인해야 함 |
| 클래스 IV | 일반적인 더 엄격한 금속 시트 제어 밸브 요구 사항 | 제어된 차단이 필요하지만 탄력적인 시트 견고성은 필요하지 않은 일반 공정 제어 | 누출이 전혀 없다는 의미는 아닙니다. |
| 클래스 V | 압력 차이 및 시트 또는 포트 크기와 관련된 매우 엄격한 액체 누출 제한 | 설계 검토 후 고압 또는 고온 금속 시트 적용 | 적절한 트림 마감, 시트 하중, 액추에이터 힘 및 제어된 테스트 조건이 필요합니다. |
| 클래스 VI | 일반적으로 탄력성 또는 합성 시트와 관련된 매우 낮은 가스 누출 한계 | 매우 엄격한 폐쇄 시트 성능이 필요한 청정 가스 또는 액체 작업 | 서비스 조건 하에서 절대 누출 0이 보편적으로 보장되지는 않습니다. |
일반적으로 사용되는 FCI 시스템에서 클래스 II, III 및 IV는 지정된 테스트 조건에서 정격 밸브 용량의 약 0.5%, 0.1% 및 0.01%에 해당하는 최대 누출로 요약되는 경우가 많습니다. 클래스 V와 클래스 VI는 단순히 동일한 백분율 시퀀스를 계속하는 것이 아니라 서로 다른 승인 방법을 사용합니다.
정확한 허용 기준, 테스트 압력, 테스트 매체, 기간 및 측정 방법은 지정된 허가 표준 및 승인된 프로젝트 절차에서 가져와야 합니다.
클래스 VI가 자동으로 "제로 누출"이 아닌 이유
클래스 VI는 상업 문서에서 "기포 차단" 또는 "누출 제로"로 자주 설명됩니다. 이러한 문구는 잘못된 기대를 불러일으킬 수 있습니다.
클래스 VI는 지정된 생산 테스트에서 매우 낮은 허용 누출률을 정의합니다. 모든 서비스 압력, 온도, 매체 및 작동 이력 하에서 어떤 분자도 시트를 통과할 수 없다는 것을 증명하지는 않습니다.
실제 서비스 유출은 다음의 영향을 받을 수 있습니다.
- 공장 테스트 후 온도 변화
- 트림 부품의 열팽창 또는 수축
- 좌석에 갇힌 입자
- 시트 부기, 경화 또는 화학적 공격
- 액추에이터 공급 압력 감소
- 잘못된 액추에이터 조정
- 흐름 방향 및 압력 불균형
- 침식, 캐비테이션 또는 번쩍이는 손상
- 반복적인 사이클링 및 장기간의 시트 마모
프로세스에 유지 관리 또는 안전을 위해 확실한 격리가 필요한 경우 설계에는 별도의 격리 밸브, 이중 블록 배열, 블리드 연결 또는 다른 엔지니어링 격리 방법이 필요할 수 있습니다. 스로틀 제어 밸브는 자동으로 유일한 유지 관리 격리 장벽으로 취급되어서는 안 됩니다.
클래스 IV vs 클래스 V vs 클래스 VI
이는 가장 자주 논의되는 제어 밸브 차단 등급이지만 서로 다른 설계 및 테스트 접근 방식을 나타냅니다.
| 선택 요소 | 클래스 IV | 클래스 V | 클래스 VI |
|---|---|---|---|
| 일반적인 좌석 개념 | 금속 시트 | 고품질 금속 시트 또는 특별히 설계된 트림 | 탄력성이 있고 탄성이 있거나 합성 시트인 경우가 많습니다. |
| 온도 성능 | 재료가 적합할 경우 광범위함 | 까다로운 고온 금속 시트 서비스를 위해 종종 선택됨 | 소프트 시트 또는 복합 시트 소재로 제한됨 |
| 더럽거나 마모성이 있는 매체 | 트림 디자인에 따라 더 관대할 수 있음 | 표면 경화, 표면 마감 및 침식 검토가 필요합니다. | 부드러운 시트는 입자나 마모로 인해 손상될 수 있습니다. |
| 액추에이터 수요 | 일반 엔지니어링 시트 하중 | 더 높고 신중하게 제어되는 장착력이 필요할 수 있습니다. | 과도한 압력을 가하지 않고 부드러운 시트를 압축해야 합니다. |
| 주요 이점 | 실용적인 일반용 금속 시트 차단 | 매우 단단한 금속 시트 성능 | 매우 낮은 생산 테스트 누출 |
| 주요한계 | 클래스 V 또는 VI보다 더 높은 허용 누출 | 더욱 까다로운 가공, 래핑, 액추에이터 및 테스트 제어 | 시트 소재는 압력, 온도, 내화학성 및 내구성을 제한할 수 있습니다. |
누출 등급 선택을 위한 소프트 시트와 금속 시트 비교
금속 시트 제어 밸브
금속 시트는 일반적으로 고온, 높은 압력 강하, 마모성 서비스, 증기, 플래싱, 캐비테이션 위험 또는 부드러운 시트가 변형되거나 열화되는 응용 분야에 선택됩니다.
금속 시트의 견고성은 다음에 따라 달라집니다.
- 플러그 및 시트 형상
- 가공 정확도 및 동심도
- 래핑 품질 및 표면 마감
- 하드페이싱 또는 코팅 선택
- 가이드 정렬
- 스템 및 액추에이터 정렬
- 필요한 착좌력
- 압력 방향과 불균형한 힘
클래스 IV는 일반 금속 시트 제어 밸브에 일반적입니다. 더 엄격한 고압 서비스를 위해서는 클래스 V가 필요할 수 있지만 선택한 본체, 트림, 차압 및 액추에이터에 대해 확인해야 합니다.
소프트 시트 제어 밸브
연성 또는 합성 시트는 적절하고 깨끗한 서비스에서 매우 엄격한 차단을 지원할 수 있습니다. 일반적인 시트 재료에는 선택한 설계에 따라 PTFE 기반 화합물, 엘라스토머 또는 엔지니어링 폴리머가 포함될 수 있습니다.
좌석은 다음 사항에 대해 검토되어야 합니다.
- 최대 및 최소 온도
- 화학적 호환성
- 압력차
- 돌출 또는 변형 위험
- 입자 손상
- 압축 세트
- 화재 안전 또는 위험한 서비스 요구 사항
시트 재료 및 공정 조건을 식별하지 않고 클래스 VI를 지정하면 공장 공기 테스트를 통과하지만 실제 서비스에 부적합한 시트를 갖는 밸브가 생성될 수 있습니다.
트림 및 시트 재료 결정에 대해서는 다음을 검토하십시오. Valve Trim Materials Selection Guide.
액추에이터 크기가 시트 누출에 영향을 미치는 이유
시트 누출 등급은 밸브 본체뿐만 아니라 전체 밸브 및 액추에이터 패키지에 적용됩니다.
액추에이터는 사용 가능한 최소 유틸리티 조건에서 충분한 폐쇄 추력 또는 토크를 제공해야 합니다. 계산 시 다음 사항을 고려해야 합니다.
- 최대 차단 압력차
- 흐름 방향 및 불균형한 공정력
- 선택한 클래스에 필요한 좌석 하중
- 패킹 및 가이드 마찰
- 전체 스트로크에 걸쳐 스프링 범위 또는 액추에이터 출력
- 최소 계기 공기압
- 페일오픈 또는 페일클로즈 작업
- 포지셔너 및 벤치 세트 조정
힘을 너무 적게 가하면 필요한 누출 등급을 방지할 수 있습니다. 과도한 힘을 가하면 부드러운 시트가 손상되거나 트림 부품이 변형되거나 마찰이 증가하거나 서비스 수명이 단축될 수 있습니다.
밸브 제조사의 허용 시트 하중 및 스템 힘을 확인하지 않고 액츄에이터 힘을 높여 누출 문제를 해결하지 마십시오.
전체 패키지 선택을 보려면 다음을 참조하세요. 밸브 액츄에이터 선택 가이드.
확인해야 할 테스트 조건
"클래스 VI"으로 설명된 두 가지 테스트는 테스트 조건이 다를 경우 반드시 동일하지는 않습니다.
| 테스트 항목 | 중요한 이유 |
|---|---|
| 적용 가능한 표준 및 에디션 | 클래스, 설정, 승인 방법 및 보고 기준을 정의합니다. |
| 시험 매체 | 공기, 질소 또는 물은 다르게 행동하고 다른 측정 방법을 사용합니다. |
| 테스트 압력차 | 누출 및 장착력은 차압에 따라 변경될 수 있습니다. |
| 흐름 방향 | 압력은 밸브 설계에 따라 안착을 돕거나 반대할 수 있습니다. |
| 밸브 위치 및 액추에이터 공급 | 테스트에서 정상적인 액추에이터 폐쇄력과 합의된 유틸리티 조건을 사용하는지 확인합니다. |
| 온도 | 주변 테스트 결과는 뜨겁거나 극저온 서비스를 자동으로 나타내지 않습니다. |
| 안정화 및 기간 | 밸브와 측정 시스템은 승인이 기록되기 전에 정의된 기간이 필요합니다. |
| 측정방법 | 체적 유량, 액체 수집 또는 기포 계수 방법은 한계와 정확도가 다릅니다. |
주변 테스트와 실제 서비스 조건
생산 시트 누출 테스트는 일반적으로 통제된 공장 승인 테스트입니다. 모든 공정 조건을 완벽하게 시뮬레이션하는 것은 아닙니다.
고온 서비스
증기 및 고온 공정 밸브는 가열 후 열팽창, 가이드 간극 변경, 재료 왜곡 및 시트 접촉의 변화를 경험할 수 있습니다. 프로젝트에서는 주변 누출 테스트가 충분한지 또는 추가적인 핫 서비스 검증이 필요한지 여부를 식별해야 합니다.
극저온 및 저온 서비스
콜드 서비스는 치수, 시트 접촉 및 재료 동작을 변경할 수 있습니다. 극저온 시트 누출은 주변 클래스 IV, V 또는 VI 테스트에서 추론하기보다는 해당 저온 표준 및 프로젝트 절차에 따라 지정되어야 합니다.
더럽거나 마모성이 있거나 결정질이 있는 매체
깨끗한 공장 테스트에서는 녹 스케일, 촉매 입자, 슬러리, 결정화 또는 침전물을 재현할 수 없습니다. 매체가 시트를 오염시킬 수 있는 경우 밸브 본체 스타일, 흐름 방향, 세척 및 유지보수 접근이 가장 엄격한 카탈로그 클래스를 선택하는 것보다 더 중요할 수 있습니다.
가장 엄격한 클래스를 자동으로 지정하지 않음
누출 등급이 엄격할수록 밸브 비용, 액추에이터 크기, 트림 복잡성, 유지 관리 민감도 및 배송 시간이 늘어날 수 있습니다. 또한 공정 온도나 매체에 적합하지 않은 부드러운 시트를 강제로 사용할 수도 있습니다.
누출 결과에서 클래스를 선택하십시오.
- 누출로 인해 다른 제품이 오염될 수 있나요?
- 다운스트림 장비에 과압을 가할 수 있습니까?
- 증기, 연료 가스 또는 고가의 공정 유체를 낭비할 수 있습니까?
- 안전하지 않은 반응이나 환경 방출을 일으킬 수 있습니까?
- 밸브에는 스로틀링만 필요합니까, 아니면 작동 차단 기능도 제공해야 합니까?
- 별도의 차단 밸브를 사용할 수 있나요?
- 부드러운 시트가 압력, 온도 및 매체를 견딜 수 있습니까?
올바른 클래스는 프로세스에 의해 정당화되는 가장 엄격한 실제 요구 사항이며, 템플릿 데이터시트에 자동으로 나열된 최고 클래스는 아닙니다.
애플리케이션 기반 선택 예
| 신청 | 가능한 출발점 | 추가 검토 |
|---|---|---|
| 일반 물 흐름 제어 | 공정 필요에 따라 클래스 IV 이상 | 수질, 시트 재질, 차단 차동 및 액추에이터 힘 |
| 고온 증기 제어 | 검토 후 금속 시트 클래스 IV 또는 클래스 V | 온도, 트림 하드페이싱, 열 성장, 압력 강하 및 소음 |
| 매우 엄격한 차단이 필요한 청정 가스 | 클래스 VI가 고려될 수 있습니다. | 소프트 시트 호환성, 화재 안전, 압력 및 실제 격리 요구 사항 |
| 연마 슬러리 | 클래스별로만 선택하지 마세요. | 바디 스타일, 입자 크기, 침식, 플러싱 및 시트 내구성 |
| 극저온 액체 또는 가스 | 프로젝트별 저온 누출 요구 사항 | 저온 테스트 표준, 재료 수축 및 확장된 보닛 디자인 |
제어 밸브 누출 등급 RFQ 체크리스트
- 표준 및 에디션: ANSI/FCI 70-2-2021, IEC 60534-4:2021 또는 프로젝트 지정 참조.
- 필수 누출 등급: 클래스를 명시적으로 식별합니다.
- 밸브 유형: 글로브, 앵글, 로터리, 편심 플러그, 버터플라이 또는 기타 제어 밸브 디자인.
- 좌석 구조: 금속, 표면 경화 금속, 탄력성 또는 합성 시트.
- 매체: 유체 이름, 구성, 고체 및 오염 위험.
- 작동 및 설계 온도: 저온 또는 고온의 경우를 포함합니다.
- 최대 차단 차압: 정상적인 작동 차동뿐만 아니라.
- 흐름 방향: 흐름에서 열림, 흐름에서 닫힘 또는 프로젝트 정의 방향.
- 실패 작업: 페일오픈(fail-open), 페일클로즈(fail-close) 또는 페일인플레이스(fail-in-place).
- 최소 액추에이터 공급: 공기압, 유압 또는 전기적 상태.
- 테스트 매체 및 압력: 표준 기본값과 다른 경우 프로젝트 요구 사항을 명시합니다.
- 증인 요건: 구매자, 제3자 또는 문서 검토에만 해당됩니다.
- 필수 기록: 테스트 보고서, 교정 기록, 액츄에이터 설정 및 검사 인증서.
- 특별 서비스: 극저온, 산소, 화재 안전, 위험, 독성 또는 탈루성 배출 요구 사항.
테스트 보고서에는 무엇이 나타나야 합니까?
- 밸브 태그 번호, 모델, 크기 및 압력 등급
- 차체 및 트림 식별
- 시트 재질 및 누출 등급
- 적용 가능한 테스트 표준 및 에디션
- 테스트 매체 및 온도
- 테스트 차압 및 흐름 방향
- 액추에이터 유형, 공급 압력 및 고장 조치
- 측정된 누출 및 합격 결과
- 시험시간 및 측정방법
- 시험 날짜, 장비 식별 및 검사관 승인
보고서는 배송되는 정확한 밸브 및 액추에이터 어셈블리와 일치해야 합니다. 밸브 태그, 클래스 및 테스트 조건을 식별하지 않는 일반 인증서는 제한된 프로젝트 가치를 제공합니다.
제어 밸브 크기 및 트림 선택과의 관계
기본 제어 밸브 몸체와 트림 개념이 확립된 후 누출 등급을 확인해야 합니다.
매우 엄격한 좌석 요구사항은 다음에 영향을 미칠 수 있습니다.
- 트림 소재 및 시트 구성
- 액추에이터 추력 또는 토크
- 최소 제어 가능 흐름
- 마찰 및 불감대
- 온도 성능
- 캐비테이션 및 번쩍이는 저항
- 유지보수 및 예비 부품 전략
전체 선택 순서를 보려면 다음을 읽어보세요. 제어 밸브 선택 가이드. 필수 Cv, 예상 여행 및 운영 사례는 다음을 사용하여 설정되어야 합니다. 제어 밸브 크기를 조정하는 방법.
견적 전에 누출 요구 사항을 확인하십시오.
Vcore Valve에 제어 밸브 유형, 매체, 차압, 온도, 누출 표준 및 등급, 시트 기본 설정, 액추에이터 고장 동작 및 검사 요구 사항을 보냅니다. 밸브, 트림, 시트 및 액추에이터를 하나의 엔지니어링 패키지로 검토할 수 있습니다.
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- 제어 밸브 크기를 조정하는 방법
- 동일한 백분율 대 선형 제어 밸브
- Valve Trim Materials Selection Guide
- 캐비테이션 및 소음 감소를 위한 제어 밸브 트림 옵션
- 밸브 액츄에이터 선택 가이드
- 밸브 압력 테스트 방법
- 산업용 제어 밸브 제품
기술 참고자료
- 유체 제어 연구소 — ANSI/FCI 70-2-2021, 제어 밸브 시트 누출 테스트
- IEC 60534-4:2021 — 산업 공정 제어 밸브의 검사 및 정기 테스트
- ISA-75 시리즈 - 제어 밸브 설계, 테스트 및 성능 표준
자주 묻는 질문
제어 밸브 누출 등급이란 무엇입니까?
해당 표준에 지정된 테스트 조건 하에서 닫힌 제어 밸브 시트를 통해 허용되는 최대 흐름을 정의합니다.
클래스 VI 제어 밸브 누출은 누출 0과 동일합니까?
아니요. 클래스 VI는 지정된 테스트에서 매우 낮은 측정 누출률을 허용합니다. 모든 서비스 조건에서 절대 누출 0이 보장된다고 설명해서는 안 됩니다.
클래스 IV와 클래스 V의 차이점은 무엇입니까?
클래스 IV는 정격 용량을 기반으로 하는 보다 엄격한 일반적인 금속 시트 요구 사항입니다. 클래스 V는 압력 차이, 시트 또는 포트 크기와 관련하여 보다 엄격한 액체 누출 기준을 사용합니다.
Class VI에는 항상 부드러운 시트가 필요합니까?
클래스 VI는 일반적으로 탄력성 또는 구성 시트와 관련이 있지만 선택한 밸브 설계 및 제조업체 기능을 확인해야 합니다. 모든 금속 시트 밸브가 클래스 VI를 달성할 수 있다고 가정하지 마십시오.
제어 밸브가 차단 밸브를 대체할 수 있습니까?
자동으로 아닙니다. 유지보수 또는 안전을 위해 확실한 격리가 필요한 경우 배관 설계에 별도의 격리 밸브 또는 엔지니어링된 이중 블록 배열이 필요할 수 있습니다.
액추에이터가 누출 등급에 영향을 미치는 이유는 무엇입니까?
액추에이터는 최대 차단 차동 및 최소 사용 가능한 유틸리티 공급에서 필요한 장착력 또는 토크를 제공해야 합니다. 잘못된 힘이나 조정으로 인해 밸브가 지정된 등급을 충족하지 못할 수 있습니다.
주변 좌석 테스트를 통해 극저온 누출 성능이 입증됩니까?
아니요. 극저온 및 저온 서비스에는 저온에서 재료 수축 및 시트 거동이 크게 변할 수 있으므로 적용 가능한 저온 테스트 표준 및 절차가 필요합니다.
제어 밸브 누출 사양에는 무엇이 포함되어야 합니까?
표준 및 버전, 누출 등급, 밸브 및 시트 유형, 매체, 최대 차단 차동, 흐름 방향, 온도, 액추에이터 고장 동작, 테스트 매체, 증인 요구 사항 및 문서를 명시합니다.
