DBB 대비 DIB-1 대비 DIB-2: 캐비티 압력 수치

01 | DBB는 기능이며, 단순한 사양이 아님 밸브

구매자가 데이터시트에 더블 블록 앤 블리드(DBB)를 명시하면, 세 개의 견적서가 돌아온다. 하나는 DBB, 하나는 DIB-1, 또 하나는 DIB-2인데, 모두 더블 아이솔레이션을 설명한다. 그러나 가격 차이는 거의 20%에 달한다. 서류상으로는 세 가지 옵션이 동일한 약속처럼 보이지만, 실제 밸브 본체 내부 캐비티에서는 각기 다른 방식으로 작동하며, 문제는 바로 그 캐비티에서 발생한다.

본 기사에서는 갇힌 압력을 어떻게 처리하는지에 따라 구성 방식을 구분하고, 외부 릴리프 장치가 필요한지를 결정하는 온도 값을 제시하며, 실제로 납품된 구성 방식을 입증하는 시험명을 명시한다.

그림 1. 스테인리스강 더블 블록 앤 블리드 볼 밸브 밸브 : 하나의 본체 내에 두 개의 독립된 볼 섹션이 있으며, 각 섹션은 자체 작동기와 캐비티 배출 연결부를 갖는다. 상하이 샤자오 밸브 .

DBB(double block and bleed)란 두 개의 밀봉 요소 사이에 배출 구조가 있는 것을 의미한다. 트러니언 마운티드 볼 밸브의 경우 밸브 두 개의 시트는 두 개의 요소이며, 캐비티 드레인은 블리드이다. 블리드는 장식이 아니라 증거이다: 닫고 밸브 , 블리드를 열면 흐름이 없으면 두 시트 모두 밀봉 중이라는 의미이다. 이는 현장에서 수행 가능한 유일한 이중 차단 검증 방식이다.

02 | SPE 및 DPE: 시트 면적 비율

볼 밸브 시트는 한 방향으로 밀봉되며 한 방향으로 움직인다. 단일 피스톤 효과(SPE)에서는 배관 압력이 시트를 볼 쪽으로 밀어 밀봉력을 증가시킨다. 이중 피스톤 효과(DPE)에서는 압력이 시트 양쪽에 작용하므로 캐비티 압력도 시트에 하중을 가하며, 시트는 양방향 유체 흐름에 대해 모두 저항한다.

결정적인 양은 시트의 압력 작동 면적과 밀봉 접촉 면적 사이의 비율이다. 이 비율이 1보다 크면 압력이 항상 시트 하중에 가해진다. 반대로 1보다 작으면 잘못된 쪽에 가해진 압력이 시트를 볼에서 떼어놓을 수 있다. 따라서 동일한 시트 형상이라도 관로 압력 조건과 캐비티 압력 조건에서 다르게 작동한다.

표 1. 각 시트 유형이 본체 캐비티에 미치는 영향

DBB 밸브 두 개의 SPE 시트를 사용함. DIB-1은 밸브 두 개의 DPE 시트를 사용함. DIB-2는 각각 하나씩 사용함. 이 단일 비율이 양쪽 끝에 동일하게 반복되는 것이 세 가지 부품 번호 간 유일한 차이임.

03 | 온도 번호

트러니언 밸브 액체를 차단하는 방식으로 작동하는 밸브는 두 시트 사이에 액체를 갇힌 체적을 형성함. 주변 열에 의해 액체가 강철 외곽보다 더 빠르게 팽창하며, 액체는 거의 압축되지 않기 때문에 압력이 급격히 상승함. 이 밸브 는 공정 이상이 없어도 자체 캐비티를 과압할 수 있으며, 단지 따뜻한 아침만으로도 충분함.

두 가지 물성 값이 압력 상승 속도를 결정한다: 액체의 열팽창성과 압축성이다. 물은 일반적인 주변 온도 범위에서 섭씨 1도당 약 2×10⁻⁴만큼 팽창하며, 압력 1바르당 약 5×10⁻⁵만큼 압축된다. 따라서 완전히 액체로 채워진 공동 내에서는 온도 1도 상승 시 압력이 약 2~4바르 상승한다. 원유는 동일한 온도 상승에 대해 물보다 약 4배 더 팽창하고, 압축성은 유사하므로, 같은 압력을 달성하기 위해 필요한 온도 상승 폭은 물의 약 3분의 1이다.

표 2. 액체로 채워진 공동을 해당 등급 압력까지 상승시키기 위해 필요한 주변 온도 상승량

범위가 넓은 이유는 실제 캐비티 내 액체의 양, 벽면의 유연성, 그리고 폐쇄 시 충진 온도에 따라 달라지기 때문이다. 이 범위는 실용적으로 충분히 넓다. 예를 들어, 클래스 150 물은 단 하루 아침 만에 정격 성능에 도달하지만, 같은 랙에 설치된 클래스 600 가스는 그렇지 않다. 밸브 직사광선을 받는 밸브 이와 동일한 랙에 설치된 경우 정격 성능에 도달하지 못한다. 이것이 배출 경로를 가정하는 대신 명시적으로 규정해야 하는 전부이다.

04 | 구성이 입증되는 시험

구성은 도면이 아니라 시험으로 입증된다. DBB의 표준 시험 절차는 다음과 같다. 밸브 밸브를 닫고 밸브 한쪽을 가압한 후 지정된 시간 동안 유지하면서 두 가지를 동시에 확인한다: 상류 씰의 누출 없음과 캐비티 블리드에서의 유동 없음. 그런 다음 반대쪽에서도 동일한 절차를 반복한다. 양방향 모두 시험을 통과한 밸브는 두 개의 독립적인 차단 장치를 갖춘 것이다.

DIB-1 밸브 해당 시험 중에 다르게 작동한다. 양쪽 시트 모두 어느 쪽에서 가해지는 압력에도 견디므로, 격리는 불필요하다. 그러나 공동 내부에는 압력이 복귀할 수 있는 경로가 없고, 갇힌 체적의 압력이 해제되면서 누출이 계속해서 액체를 생성한다. 이는 구매자가 지불한 기능이며, 동시에 DIB-1이 외부 방압 장치를 필요로 하는 이유이기도 하다. DIB-1 밸브 방압 밸브가 없는 상태는 단지 공 내부에 볼이 들어 있는 소형 압력 용기일 뿐이다.

공장 인수 시험에서는 세 가지 실용적인 점검이 반드시 수행되어야 한다. 첫째, 배출 연결부는 사용 가능한 크기의 실제 포트여야 하며, 드릴링된 구멍이 있는 나사식 마개가 되어서는 안 된다. 둘째, 시험 보고서에는 각 시트에 대해 어느 쪽을 가압했는지 기록해야 한다. 왜냐하면 DIB-2 결과는 방향에 따라 달라지기 때문이다. 셋째, DIB-2 밸브의 시트 방향은 배관 배치도와 정확히 일치하는지 확인해야 한다. 반대로 설치하면 어느 시트가 방압되는지가 바뀌기 때문이다.

05 | 세 가지 유형 간 선택

선택은 더 많은 격리를 구매하는 것에 관한 것이 아니다. 갇힌 압력을 어디로 방출할지 결정하는 것이다. 표 3은 일반적으로 견적서 검토 시 제시되는 형태로 이 결정을 명시한다.

표 3. API 6D 밸브 시트 구성 선택 매트릭스

원유 수출의 경우 DBB가 일반적으로 충분하다: 양쪽 시트가 모두 압력 해제되며, 캐비티가 자동으로 보호되고, 블리드 기능을 통해 정비 담당자가 두 개의 차단 장치가 모두 작동함을 확인할 수 있다. DIB-1은 상류측 시트 누출 시 제품이 절대적 차단 기능을 수행해야 하는 장치(보통 저장 탱크, 계량 스키드 또는 정비 격리 구간 전)를 우회할 위험이 있는 지점에서 그 비용을 정당화한다. DIB-2는 타협안이며, 올바른 배치 방향일 경우에만 타협안으로 간주된다.

06 | RFQ를 위한 다섯 가지 항목

• API 6D 용어에 따른 구성 방식 — 이중 차단(dual isolation)이 아니라 DBB, DIB-1 또는 DIB-2로 명시할 것.
• 캐비티 압력 해제 방식: 자동 압력 해제 시트, 외부 압력 해제 장치 밸브 또는 플레어로 연결되는 배기 장치 — 명시적으로 명명할 것.
• 관내 유체 종류 및 그것이 액체인지 기체인지 여부 — 이 정보는 열적 사례(thermal case)가 존재할지 여부를 결정한다.
• 블리드 포트의 크기와 형식 — 플러그는 블리드 연결 장치가 아니다.
• 시험 보고서에 각 시트별 가압 측을 기록해야 한다는 요구사항.

한 문장이 대부분의 작업을 수행함: 유체를 명시하고, 구figuration을 명시하며, 캐비티 압력이 허용되는 위치를 명시함. 사양의 나머지 모든 내용은 이 세 가지에서 유도됨.

부록 A | 이미지 자산

그림 1은 섹션 01에 원본 해상도로 삽입됨. 원본 파일은 625 x 351 픽셀 크기의 카탈로그 이미지이므로, 출판 전에 이 문서가 아닌 원본 아트워크에서 다시 내보내야 함.

부록 B | 참조된 표준 및 데이터 참고 사항

API 6D. 파이프라인 및 배관용 규격 밸브 , 제24판. 부록 E에서는 DBB 및 DIB 기능을 정의하며, 조항 3.1.10 및 3.1.11에서는 단일 및 이중 피스톤 효과 시트를 정의한다.

ASME B16.34. 밸브 - 플랜지형, 나사형, 용접형 끝단. 그룹 1.1 탄소강에 대해 38°C에서의 압력 등급 클래스 150, 300, 600은 각각 19.6, 51.0, 102.1 bar이다.

API 598. 밸브 검사 및 시험. FAT 시 구성 검증을 위해 적용되는 쉘 및 시트 시험 절차를 정의한다.

ISO 5208. 산업용 밸브 - 금속 밸브의 압력 시험. 허용 기준이 등급으로 명시될 때 사용하는 누출률 등급.