에이 슬러리 나이프 게이트 밸브 는 기존의 게이트, 볼 또는 버터플라이 밸브를 빠르게 파괴할 수 있는 두껍고 마모성이 있으며 점성이 있는 매체를 처리하도록 특별히 설계된 특수 산업용 유량 제어 장치입니다. 표준 차단 밸브와 달리 나이프 게이트 밸브에는 닫힐 때 조밀한 슬러리, 섬유질 현탁액 및 입자가 포함된 유체를 깔끔하게 절단하는 날카로운 모서리의 평평한 게이트가 통합되어 있습니다. 즉, 흐름 흐름을 압축하거나 전환하려고 시도하는 대신 흐름 흐름을 통해 전단됩니다. 이러한 절단 작업은 슬러리 서비스에 사용될 때 기존 밸브의 고착이나 누출을 유발하는 고형물 축적 및 패킹을 방지합니다.
슬러리 나이프 게이트 밸브가 필수적인 산업 환경에는 채광 및 광물 처리(광석 슬러리, 광미 운송, 농축 라인), 펄프 및 제지 제조(목재 펄프, 흑액, 파쇄 처리), 폐수 처리(슬러지, 바이오 고형물, 1차 폐수), 발전(비산회, 바닥재, FGD 슬러리) 및 화학 처리(이산화티타늄 슬러리, 안료 현탁액, 촉매 슬러리)가 포함됩니다. 이러한 모든 응용 분야에서 매체에는 원래 깨끗한 액체 또는 가스 서비스용 설계를 적용하기보다는 제어해야 하는 유체 특성에 대한 첫 번째 원칙에 따라 설계된 밸브가 필요한 농도(일반적으로 중량 기준 15~70%)의 부유 고형물이 포함되어 있습니다.
고성능 슬러리 나이프 게이트 밸브의 엔지니어링은 세 가지 근본적인 과제를 동시에 해결합니다. 즉, 씰링 표면에 적극적으로 침투하려고 하는 매체에 대해 안정적인 양방향 씰링을 달성하고, 게이트 주위에 고체가 채워져 있음에도 불구하고 실제 한계 내에서 작동력을 유지하고, 마모성이 높은 환경에서 몇 개월이 아닌 몇 년 만에 측정된 서비스 수명을 제공하는 것입니다. 밸브 본체, 게이트, 시트 및 패킹 시스템의 각 설계 기능은 이러한 과제를 해결하는 데 기여합니다.
게이트 자체는 모든 나이프 게이트 밸브를 정의하는 구성 요소입니다. 슬러리 서비스에서 게이트는 일반적으로 스테인레스강(316L 또는 듀플렉스 등급) 또는 고크롬 백주철로 제조되며, 앞쪽 가장자리는 30~45도의 베벨 또는 V 프로파일 절단 각도로 연마됩니다. 이 기하학적 구조는 시트와의 좁은 선 접촉을 따라 폐쇄력을 집중시켜 섬유질 함유물을 절단하고 완전 폐쇄를 방해하는 고체 입자를 대체할 수 있는 충분한 단위 압력을 생성합니다. 게이트 표면 마감은 매우 중요합니다. 매끄럽고 단단한 표면은 슬러리 고체가 게이트 표면에 접착되는 것을 최소화하여 후속 작동 주기에 필요한 패킹력을 줄이고 궁극적으로 조기 시트 마모를 유발하는 축적을 방지합니다.
슬러리 나이프 게이트 밸브의 시트 배열은 고온 또는 마모성이 높은 응용 분야를 위한 금속 대 금속 시트부터 적당한 온도에서 기포 밀봉이 필요한 슬러리용 가황 고무 라이너를 사용하는 풀 포트 탄성 시트까지 다양합니다. 고무 라이닝 시트(일반적으로 화학적 호환성에 따라 천연 고무, EPDM, 니트릴(NBR) 또는 네오프렌으로 제조)는 즉각적인 밀봉 실패 없이 마모로 인한 표면 불규칙성을 수용하는 데 필요한 탄성 컴플라이언스를 제공합니다. 고무 시트의 가황 품질은 밸브가 밀봉 무결성을 유지하는 기간을 직접적으로 결정합니다. 제대로 접착되지 않았거나 경화되지 않은 라이너는 게이트 작동의 반복적인 기계적 응력으로 인해 박리되는 반면, 올바르게 경화된 시트는 수만 번의 작동 주기에 걸쳐 치수 안정성과 접착 강도를 유지합니다.
게이트 스템이 밸브 본체에서 나오는 패킹 글랜드는 슬러리 서비스에서 중요한 누출 경로입니다. 압력을 받는 슬러리 고형물은 스템과 패킹 사이의 틈을 이용하여 위쪽으로 이동하여 작업 환경을 오염시키고 스템 부식을 가속화합니다. 고품질 슬러리 나이프 게이트 밸브는 작동 중 스템 영역에서 고형물을 제거하기 위해 깨끗한 물을 주입할 수 있는 플러시 포트와 결합된 다중 링 패킹 배열(일반적으로 PTFE 함침 편조 패킹 또는 쉐브론 프로파일 V-링 패킹)을 사용합니다. 조정 가능한 글랜드 팔로워 시스템을 사용하면 서비스에서 밸브를 제거하지 않고도 현장에서 패킹 압축을 강화할 수 있으며, 패킹 수명을 연장하고 계획된 유지 관리 간격으로 교체를 연기할 수 있습니다.
표준 슬러리 나이프 게이트 밸브는 일반적으로 최대 10bar(150psi)의 작동 압력에 적합하며, 이는 광미 처리, 슬러지 처리 및 펄프 운송과 같은 대부분의 중력 흐름 및 저수두 펌프 응용 분야를 포괄합니다. 그러나 산업용 슬러리 시스템의 중요하고 성장하는 부분은 특히 16~40bar(230~580psi)에서 안정적인 성능을 발휘할 수 있는 고압 슬러리 나이프 게이트 밸브가 필요한 심층 광산 탈수, 고밀도 슬러리 파이프라인 운송 및 가압 필터 공급 응용 분야에서 훨씬 더 높은 압력에서 작동합니다.
표준에서 고압 슬러리 나이프 게이트 밸브 설계로의 전환은 단순히 벽 두께를 늘리는 문제가 아닙니다. 작동 압력이 높을수록 밸브 본체의 모든 응력 집중이 증폭되고, 개폐 중에 게이트에 작용하는 유압력이 증가하며, 씰링 인터페이스에 슬러리가 침투할 위험이 높아집니다. 다음 표에는 표준 및 고압 슬러리 밸브 설계 간의 주요 사양 차이점이 요약되어 있습니다.
| 매개변수 | 표준 슬러리 나이프 게이트 밸브 | 고압 슬러리 나이프 게이트 밸브 |
| 압력 등급 | PN6 – PN10(최대 10bar) | PN16~PN40(16~40bar) |
| 차체구조 | 일체형 또는 분할 본체, 주철/연성철 | 벽이 두꺼운 주강, 단조강, FEA에 최적화된 리빙 |
| 게이트 재료 | 304/316 SS, 표면이 단단한 연강 | 듀플렉스 SS, 스텔라이트 코팅, 고크롬 백주철 |
| 에이ctuation | 핸드휠, 공압 실린더 | 고추력 공압/유압 액츄에이터, 기어작동기 |
| 포장 시스템 | 표준 다중 링 PTFE 패킹 | 가압식 플러시 시스템, 이중 씰 배열 |
| 테스트 표준 | 에이PI 598, EN 12266-1 | 에이PI 598 hydrostatic shell test at 1.5× rated pressure |
에이ctuator selection for high-pressure slurry knife gate valves requires particular care. The hydraulic unbalanced force acting on the gate at 40 bar across a 300 mm bore exceeds 28 kN — a force that exceeds the output of many standard pneumatic cylinders and requires either a high-thrust actuator, a pressure-balanced gate design, or a mechanical gear assist to achieve reliable operation within safe actuator loading limits.
슬러리 나이프 게이트 밸브의 서비스 수명은 다른 단일 설계 매개변수보다 재료 선택에 따라 더 많이 결정됩니다. 마모와 부식은 대부분의 슬러리 환경에서 동시에 작용하며 각 메커니즘의 상대적 심각도는 응용 분야마다 크게 다릅니다. 채광 광미 슬러리는 마모성이 높지만 pH가 거의 중성에 가까운 반면, 화학 공장 슬러리는 기계적 마모와 관계없이 부식성 물질 손실을 가속화하는 강산성 또는 알칼리성 화학과 중간 정도의 마모성을 결합할 수 있습니다.
가장 까다로운 슬러리 나이프 게이트 밸브 응용 분야 중 다수는 표준 카탈로그 제품으로 적절하게 제공될 수 없습니다. 비정상적인 보어 크기, 비표준 플랜지 드릴링 패턴, 극한의 온도 요구 사항, 특수 재료 조합 또는 통합 프로세스 연결의 필요성에는 모두 맞춤형 설계 및 제조 기능이 필요합니다. 자체 대규모 가황 장비, 고무 정제 시설 및 원자재 테스트 실험실을 갖춘 공급업체는 품질과 리드 타임을 완전히 통제할 수 없는 외부 하청업체에 의존하는 대신 화합물 배합부터 최종 가황 제품까지 전체 고무 부품 제조 공정을 내부적으로 제어하기 때문에 이러한 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있는 독보적인 위치에 있습니다.
대형(DN400~DN1200 이상)의 맞춤형 고압 슬러리 나이프 게이트 밸브를 설계하고 제조하려면 엔지니어링 전문 지식뿐만 아니라 고압 밸브 사양에 필요한 높은 수준의 압력 테스트가 가능한 중장비, 대형 가황 프레스 및 유압 테스트 시설에 대한 상당한 자본 투자가 필요합니다. 맞춤형 슬러리 나이프 게이트 밸브 요구 사항에 대해 공급업체를 평가할 때 조달 엔지니어는 품질 관리가 제한된 외부 소스 구성 요소로 밸브를 조립하는 대신 제조업체가 이러한 통합 기능을 보유하고 있는지 확인해야 합니다.
까다로운 응용 분야, 특히 중요한 공정 라인을 위한 고압 슬러리 나이프 게이트 밸브에 적합한 슬러리 나이프 게이트 밸브를 지정하는 것은 수년간의 신뢰할 수 있고 유지 관리가 적은 서비스를 통해 신중한 분석에 보답하는 엔지니어링 결정입니다. 대조적으로, 잘못 판단한다는 것은 계획되지 않은 유지 관리 개입의 반복, 공정 가동 중단 시간, 적절한 밸브 사양과 최적의 밸브 사양 간의 가격 차이를 궁극적으로 훨씬 초과하는 점진적인 수리 비용 증가를 의미합니다.
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