체크밸브 vs 볼밸브: 내 배관에는 실제로 무엇이 필요한가?

체크밸브와 볼밸브는 같은 것의 두 가지 버전이 아닙니다. 체크밸브는 유체를 한 방향으로만 통과시키고 흐름이 역전하려 하면 스스로 닫히며, 아무도 조작하지 않습니다. 볼밸브는 수동 차단 밸브입니다. 핸들을 1/4회전시키면 배관이 열리거나 닫히고, 놓아 둔 위치에 그대로 있습니다. 대부분의 펌프 배관에는 두 가지가 모두 필요하며, 하나가 다른 하나 뒤에 놓여 서로 다른 두 가지 역할을 합니다. 이 글은 각각이 하는 일, 각각이 들어갈 자리, 그리고 저희가 제작하는 세 가지 체크밸브 중 고르는 방법을 설명합니다.

• 체크밸브는 역류를 자동으로 막아 줍니다. 볼밸브는 의도적으로 열고 닫는 지점을 제공합니다.
• 볼밸브는 체크밸브의 역할을 할 수 없고, 체크밸브는 볼밸브의 역할을 할 수 없습니다.
• 펌프 토출 측에서는 펌프, 체크밸브, 볼밸브의 순서가 일반적입니다.
• 스프링 체크, 수평 스윙 체크, 플랜지형 스윙 체크밸브는 주로 닫히는 방식과 장착할 수 있는 방향에서 차이가 납니다.

체크밸브가 하는 일

체크밸브는 역지 밸브(non-return valve)라고도 하며, 유체가 의도된 방향으로 흐르면 열리고 흐름이 멈추거나 역전하려 하면 닫히는 자력 작동 밸브입니다. 핸들도 액추에이터도 없습니다. 닫는 요소인 디스크 또는 피스톤이 유체 자체에 의해 움직이므로, 누군가 배관을 지켜보고 있는지와 관계없이 밸브가 작동합니다.

이 밸브가 하는 일은 보호입니다. 펌프가 멈추면 하류의 액체 기둥이 펌프를 통해 되돌아 흐르며 임펠러를 역방향으로 돌리려 합니다. 두 펌프가 헤더를 공유할 때는 무언가가 막지 않으면 가동 중인 펌프가 쉬고 있는 펌프를 통해 역방향으로 유체를 밀어냅니다. 배관이 수직으로 올라가면 그 위에 있는 것은 아래로 빠져나가려 합니다. 어느 경우든 발생원 가까이에 있는 체크밸브는 역류가 시작되기 전에 닫힙니다. 펌프 전환 사례는 냉각수 분배 장치의 밸브 글에서 더 자세히 다루었으며, 이중화된 펌프 때문에 체크밸브가 표준 부품이 됩니다.

먼저 짚어 둘 명칭의 함정이 하나 있습니다. 볼 체크밸브는 닫는 요소가 고정되지 않은(자유) 볼이며 흐름이 역전될 때 흐름에 맞서 안착하는 체크밸브입니다. 이름과 달리 볼밸브가 아니며 핸들도 없습니다. 저희 제품은 볼이 아니라 스프링 작동 피스톤 또는 힌지 디스크를 사용합니다.

체크밸브는 닫는 요소가 움직이는 방식에 따라 다릅니다. 스윙 체크에서는 힌지에 달린 디스크가 흐름에 따라 열리고 중력으로 닫히므로 설치 방향이 중요합니다. 중력이 닫히는 데 도움이 되도록 장착해야 합니다. 스프링 체크에서는 피스톤이 스프링에 의해 닫히므로 흐름이 역전되는 순간 닫히며 중력에 의존하지 않습니다. 저희는 둘 다 제작하며, 둘 사이의 선택은 이 글의 뒷부분에서 다룹니다.

볼밸브가 하는 일

볼밸브는 수동 격리 밸브입니다. 구멍이 뚫린 볼이 두 시트 사이에 놓여 있으며, 핸들을 1/4회전시키면 구멍이 배관과 일직선이 되고 되돌리면 볼의 막힌 면이 보어를 막습니다. 완전히 열거나 완전히 닫는 용도입니다. 스스로 닫히지 않고, 유체가 어느 방향으로 흐르는지 상관하지 않으며, 누군가 바꿀 때까지 위치를 유지합니다.

이 밸브가 하는 일은 사람에 의한 제어입니다. 정비를 위해 분기를 닫고, 체크밸브나 스트레이너를 정비할 수 있도록 펌프를 격리하고, 낮은 지점을 배수하고, 루프를 채우는 일입니다. 볼의 구멍이 배관 보어와 같은 풀포트 볼밸브는 열렸을 때 저항을 거의 더하지 않으므로, 압력 손실이 중요한 배관의 격리 밸브로 흔히 선택됩니다. 볼밸브를 쓰면 안 되는 용도는 유량 조절입니다. 반쯤 열어 두면 유체가 볼의 가장자리를 비집고 지나가며 소프트 시트를 마모시키는데, 결국 밸브를 닫을 때 밀봉이 되지 않게 됩니다.

저희 2피스 볼밸브는 나사식이나 볼트 체결식 바디 이음 대신 밀봉 용접 바디를 가진 CF8 또는 CF8M 주조품이며, 1/4″~4″ 사이즈, 1000 WOG, PTFE 시트, 풀포트입니다. 후육 V-2B 사양은 −20°C~180°C 정격입니다. 바디 이음을 나사가 아니라 용접으로 하는 이유와 그것이 무엇을 없애 주는지는 헤비 듀티 1000 WOG 볼밸브 글에서 다루며, 제품 세부 사항은 2피스 볼밸브 페이지에 있습니다.

체크밸브 vs 볼밸브: 중요한 차이점

아래 표는 두 밸브를 나란히 비교한 것입니다. 요약하면, 하나는 자동 보호이고 다른 하나는 수동 제어이며, 어느 것을 살지가 문제인 경우는 거의 없고 각각을 어디에 둘지가 문제입니다.

체크밸브, 볼밸브, 또는 둘 다가 필요한 경우

유동이 절대 역전되어서는 안 되는 곳에는 체크밸브가, 사람이 배관을 닫아야 하는 곳에는 볼밸브가 필요합니다. 펌프 토출 측에서는 둘 다 필요합니다. 체크밸브는 액체 기둥이 닫힌 디스크를 만나기까지 이동하는 거리가 가장 짧아지도록 가능한 한 펌프에 가까이 둡니다. 볼밸브는 그 하류에 두어, 시스템을 배수하지 않고도 체크밸브, 펌프, 스트레이너를 정비를 위해 격리할 수 있게 합니다. 흡입 측의 두 번째 볼밸브가 격리를 완성합니다.

어느 한쪽으로 기우는 경우도 있습니다.

• 공통 헤더의 이중화 펌프. 각 토출 측의 체크밸브가 가동 중인 펌프가 쉬고 있는 펌프를 통해 유체가 역방향으로 돌아 흐르는 것을 막습니다. 격리 볼밸브는 다른 펌프가 계속 가동되는 동안 펌프를 교체할 수 있게 해 줍니다.
• 수직 라이저와 부스터 또는 우물 펌프 시스템. 스프링이 중력의 도움 없이 피스톤을 닫으므로 스프링 체크밸브를 사용합니다. 주문 시 설치 방향과 유동 방향을 저희와 확인하십시오.
• 수격 현상에 민감한 배관. 빠른 스프링 폐쇄가 압력 서지가 커지기 전에 역류를 막으므로 스프링 체크를 사용합니다. 스윙 체크는 더 천천히 닫힙니다.
• 유로에 스프링을 두고 싶지 않은 수평 배관. 디스크가 스스로 닫히도록 캡을 위쪽으로 하여 장착한 수평 스윙 체크.
• 더 큰 플랜지 배관과 상수도 시설. 정비를 위해 배관에서 볼트를 풀어 분리할 수 있고, 배관을 자르지 않고 디스크를 점검할 수 있도록 볼트 체결식 보닛을 가진 플랜지형 스윙 체크.
• 배수구, 충수 지점, 게이지로 가는 분기. 볼밸브 단독. 여기에는 자동 역류 보호가 필요하지 않으며, 사람이 열고 닫을 수 있어야 합니다.

스프링, 수평 스윙, 플랜지형 스윙 체크밸브 중 선택하기

저희는 세 가지 스테인리스 체크밸브를 제작하며, 이들의 차이는 미묘하다기보다 실용적입니다. 밸브가 닫히는 방식, 장착할 수 있는 방향, 대응하는 사이즈 범위, 배관과의 연결 방식입니다. 이 표는 세 제품 페이지에서 가져온 것이며, 링크를 따라가면 전체 사양과 치수표를 볼 수 있습니다.

배관이 수평이고 가능한 가장 단순한 구조를 원한다면, 스윙 체크는 조정할 것도 없고 피로해질 스프링도 없습니다. 배관이 수직이거나, 공간이 좁거나, 수격 현상이 걱정된다면 스프링 체크가 세 가지를 한꺼번에 해결합니다. 플랜지형 스윙 체크는 배관이 이미 플랜지 연결이고 배관을 자르는 대신 밸브의 볼트를 풀어 분리하거나 보닛을 열고 싶을 때의 선택입니다. 어느 것을 선택하든 바디에 주조된 유동 화살표를 따르십시오. 거꾸로 설치한 체크밸브는 마개나 다름없습니다.

체크밸브와 볼밸브의 흔한 실수

이는 문의와 고장 보고서에 들어오는 오류입니다. 특별한 것은 하나도 없습니다.

• 체크밸브가 필요한 곳에 볼밸브 사용. 닫힌 볼밸브도 역류를 막기는 하지만 닫혀 있는 동안만입니다. 정상 유동을 위해 여는 순간, 펌프가 정지해도 보호 기능이 없습니다. 역류 보호는 자동이어야 합니다.
• 볼밸브가 필요한 곳에 체크밸브 사용. 체크밸브는 한 구간을 격리하기 위해 닫을 수 없습니다. 배관 작업을 해야 한다면 핸들이 있는 밸브가 필요합니다.
• 아래로 흐르는 수직 배관에 스윙 체크 장착. 이 경우 중력이 디스크를 닫는 대신 열린 채로 잡아 두는 쪽으로 작용하여 밸브가 안정적으로 안착하지 않습니다. 스프링 체크를 사용하거나, 유동이 위로 향하도록 스윙 체크를 장착하십시오.
• 화살표 무시. 모든 체크밸브에는 바디에 유동 화살표가 주조되어 있습니다. 화살표 반대로 설치하면 밸브는 닫힌 채로 있습니다.
• 볼밸브로 유량 조절. 반쯤 열린 볼밸브는 시트를 마모시킵니다. 유량을 조절해야 한다면 그것은 다른 밸브의 일이며, 볼밸브는 열림 또는 닫힘 용도입니다.
• WOG를 증기 정격으로 읽기. WOG는 물, 오일, 가스에 대한 상온 사용 압력입니다. 고온 사용이나 증기에 대해서는 아무것도 말해 주지 않습니다.
• 가격 때문에 염화물 환경에 CF8 지정. 절감액은 공식이 생긴 바디에 비하면 작습니다. 유체에 염화물이 포함되어 있다면 체크밸브와 볼밸브 모두 CF8M을 지정하십시오.

두 밸브에서 모두 보게 될 재질과 정격

체크밸브와 볼밸브에는 같은 두 가지 등급과 같은 정격 표기 방식이 나타나므로 한 번 읽어 둘 만합니다. CF8과 CF8M은 ASTM A351에 규정된 주조 스테인리스 등급입니다. CF8은 304의 주조 형태이고, CF8M은 316의 주조 형태이며, M은 이 등급에 들어 있는 몰리브덴을 뜻합니다. 몰리브덴은 염화물이 포함된 유체에서 공식 저항성을 높이는 성분이며, International Molybdenum Association이 molybdenum-grade stainless steels 설명에서 이를 다룹니다. CF8은 물, 공기, 일반 용도의 표준 선택이고, CF8M은 해수 인접, 염수 또는 부식성이 강한 화학 배관에 지정할 등급입니다.

압력 정격은 두 가지 형태로 나옵니다. 저희 2피스 볼밸브의 1000 WOG나 수평 스윙 체크의 200 WOG 같은 WOG 수치는 상온에서 물, 오일, 가스에 대한 사용 압력입니다. Class 150 같은 플랜지 등급은 ASME B16.34에 규정된 압력-온도 정격 등급이며, 플랜지 치수 자체는 ASME B16.5가 정합니다. 저희 플랜지형 스윙 체크는 Class 150 또는 일본 JIS 10K 패턴으로 천공되며, 면간 거리는 어느 쪽이든 같습니다. 플랜지형 체크밸브 범주는 API 594가 다룹니다. 출고 전 시험은 밸브 검사 및 시험 표준인 API 598을 따릅니다. 저희가 출하하는 모든 밸브는 체크밸브든 볼밸브든 먼저 누설 시험을 하며, SC 스윙 체크는 API 598 시험을 거치고, 바디 재질의 밀시트(MTR)는 요청 시 제공됩니다.

자주 묻는 질문

볼밸브를 체크밸브로 사용할 수 있습니까?

아닙니다. 볼밸브는 누군가 닫았을 때만 유동을 막습니다. 정상 사용을 위해 열려 있을 때는 어느 방향으로든 유체를 통과시키므로, 펌프가 정지하고 배관이 역류하려 할 때 보호 기능이 없습니다. 체크밸브는 아무도 없어도 유동이 역전되는 순간 스스로 닫힙니다. 역류 보호가 필요하면 체크밸브를 설치하고, 배관을 격리해야 한다면 그 하류에 볼밸브를 설치하십시오. 둘은 서로를 대체할 수 없습니다.

이미 볼밸브가 있으면 체크밸브가 필요 없습니까?

펌프가 정지할 때 배관이 역류할 수 있다면 필요합니다. 볼밸브는 손으로 배관을 닫는 방법을 제공할 뿐 자동으로는 아무것도 하지 않습니다. 펌프 토출 측에서는 체크밸브를 가능한 한 펌프에 가까이 먼저 두고, 그다음 격리용 볼밸브를 두는 것이 일반적인 배치입니다. 자동 보호가 필요하지 않은 단순한 배수구, 충수 지점, 게이지 분기에서는 볼밸브 하나만으로 충분합니다.

수직 배관에서는 어떤 체크밸브가 작동합니까?

스프링 체크밸브는 닫히는 데 중력에 의존하지 않으므로 수평 배관에 한정되지 않습니다. 주문 시 설치 방향과 유동 방향을 확인하십시오. 스윙 체크밸브는 디스크가 떨어지는 데 중력에 의존하므로 캡을 위로 한 수평 배관용이거나, 유동이 위로 향하는 수직 배관에서만 사용하도록 만들어졌습니다. 아래로 흐르는 수직 배관에서는 스윙 체크가 안정적으로 안착하지 않습니다. 어느 경우든 바디의 화살표가 유동 방향을 가리키도록 밸브를 설치하십시오.

체크밸브는 펌프와 볼밸브에 대해 어디에 둡니까?

펌프 바로 하류, 격리 볼밸브 앞입니다. 체크밸브를 펌프 가까이에 두면 액체 기둥이 닫힌 디스크를 만나기까지 이동하는 거리가 가장 짧아져 임펠러의 역회전과 뒤따르는 서지가 제한됩니다. 볼밸브는 체크밸브 뒤에 두어 펌프, 체크밸브, 스트레이너를 정비를 위해 격리할 수 있게 합니다. 흡입 측의 두 번째 볼밸브가 격리 구성을 완성합니다.

CF8과 CF8M 중 어느 것을 선택해야 합니까?

CF8은 주조 304 스테인리스이며 물, 공기, 일반 용도의 표준 선택입니다. CF8M은 주조 316이며, 추가된 몰리브덴이 염화물 공식에 저항하므로 해수 인접, 염수 또는 부식성이 강한 화학 배관에 지정하십시오. 같은 배관의 체크밸브와 볼밸브에도 같은 논리가 적용되므로 둘 다 같은 등급을 선택하십시오. 두 등급 모두 ASTM A351에 규정되어 있으며, 바디가 주물일 때는 재질 성적서의 등급이 304나 316이 아니라 CF8 또는 CF8M으로 표기되어야 합니다.

요약

체크밸브는 스스로 역류를 막고, 볼밸브는 사람이 정할 때 배관을 열고 닫습니다. 펌프 토출 측에서는 이 순서로 둘 다 필요합니다. 수직 배관, 좁은 공간, 수격 현상에 민감한 배관에는 스프링 체크를, 유로에 스프링을 두고 싶지 않은 수평 배관에는 수평 스윙 체크를, 배관이 플랜지 연결이고 정비를 위해 밸브의 볼트를 풀어 분리하고 싶은 곳에는 플랜지형 스윙 체크를 선택하십시오. 염화물이 있을 때는 항상 CF8 대신 CF8M을 선택하고, 두 밸브에 같은 등급을 선택하십시오. 전체 사양이 필요하시면 세 가지 체크밸브와 2피스 볼밸브는 제품 페이지에 있습니다. 부품 번호, 도면 또는 배관 설명을 보내 주시면 견적을 드리겠습니다.