[논문자료]산업용 표준의 압력시험 방법에 의한 고압 배관용 리테이너형 볼밸브의 구조해석에 관한 연구

산업용 표준의 압력시험 방법에 의한 고압 배관용

리테이너형 볼밸브의 구조해석에 관한 연구

 

볼밸브는 90도 회전하는 밸브로써 매우 양호한 기밀유지 특성을 가지고 있다. 또한 볼의 유로 단면 형상이 원형으로

밸브의 입/출구의 형상과 같은 모양을 갖고 있기 때문에 유로 저항이 매우 적다. 따라서 볼밸브는 범용 밸브 중에서, 특

히 고압의 상온 유체를 차단, 제어하는데 매우 양호한 제어 특성을 가지고 있다. 볼밸브는 타 종류의 밸브에 비해 간단

한 구조 및 보수의 용이성 등 장점을 가지고 있지만, 시트구조의 정밀도와 치밀성, 시트재료의 제한과 같은 단점도 가지

고 있다.

이러한 볼밸브는 모든 산업에서 사용되고 있으며, 최근까지 다양한 유체의 개폐 및 제어, 또는 신뢰성 확보를 위한 많

은 연구가 이루어져왔다. 김동수 등(1)은 고압용 초저온 볼 밸브에 대한 연구를 수행하였으며, ANSYS의 구조 해석을 이

용하여 볼밸브의 초저온 상에서의 밸브 구조의 열응력 및 변형량을 보고하였고, Fluent를 이용하여 볼밸브의 속도 분포

및 와류 현상 등에 대한 유체 특성을 파악하였다. 또한 전홍필 등(2)은 고온/고압의 부식성 화학물질을 수송하는 관로에

사용되는 PFA 라이닝 볼밸브에 대하여 유체역학적 설계를 검토하는 유동해석을 수행하였고, 개폐각도 0도~45도 사이

의 압력 분포, 유속, 유량 계수 등의 유동 특성을 얻었다.

(중략)

따라서, 본 연구는 신명섭 등(8)과 국제 규격에서 규정하고 있는 밸브의 압력 시험방법 ISO 5208(KS B ISO 5208)(9) 을 적용하여 고압 배관에 사용되는 고성능 리테이너형 볼 밸브에 대한 구조해석를 수행하였다. 이러한 구조해석을 통하

여 안전성 평가 및 변형량을 통한 누설 여부에 대해 예측하였다.

 

This study has been performed to evaluate the safety of the retainer-type ball valve for a high-pressure pipeline to a district heating plant. The retainer-type ball valve is an improved design for conventional ball valves, such as the floating ball valve and the trunnion ball valve. Numerical analysis of the valve design verification has been applied to investigate the safety factor and seat leakage of the DN300 and DN400 sizes. The given condition to solve the structural analysis was based on the international standard for ISO 5208. In this study, the methods for structural analysis are described in detail. The structural analysis results present the deformations, the equivalent stresses, and the safety factors. Through these results, this study successfully demonstrates the safety and seat leakage of the retainer-type ball valve. They also streamline the process of development for valve manufacturing.

 

출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201533678769262

 

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