밸브 누설 등급 Class I~VI와 진공 헬륨 누설률 차이

한눈에 보기

Class I~VI: 제어밸브 시트 누설의 허용량을 공기·물 시험으로 정한 등급

헬륨 누설률: 시험 가스와 양쪽 압력을 정해야 의미가 있는 mbar·L/s 값

환산: Class와 mbar·L/s는 서로 환산하지 않으며, 단위끼리의 환산만 가능

확인할 것: 기준의 종류, 값, 시험 가스, 차압, 시트·외부 구분

구성: HTC 알루미늄 블록 앵글밸브, 헬륨 리크 테스트를 거친 벨로우즈씰 앵글밸브, HTC 베이커블 올메탈 밸브, HTC 펜듈럼 밸브

안녕하세요, 밸브파크입니다.

Class I~VI는 제어밸브가 닫혔을 때 시트로 새는 허용량을 공기나 물로 시험해 정한 등급입니다. 진공 사양의 mbar·L/s는 보통 헬륨으로 잰 누설률이며, 시험 가스와 차압, 단위가 달라서 한쪽 값을 다른 쪽 값으로 옮겨 쓰지 않습니다.

사양서에 "누설 Class IV"와 "1×10⁻⁹ mbar·L/s"가 함께 적혀 있으면 두 값이 각각 어느 밸브의 어떤 누설을 가리키는지부터 나눕니다. 이 구분이 되어야 견적 조건을 정할 수 있습니다.

Class I~VI는 무엇을 재는 등급인가요?

제어밸브가 닫힌 상태에서 시트를 지나 새는 양의 허용치를 여섯 단계로 나눈 등급입니다. FCI 70-2(과거 ANSI B16.104) 규격에서 정하며, 시험 매체는 공기나 물입니다.

Class II~IV는 밸브 정격 유량(최대 Cv)에 대한 비율로 허용 누설을 정하고 약 45~60 psi 차압에서 시험합니다. Class V는 물을 기준으로 시트 직경과 차압에 비례한 값을 정합니다. Class VI는 공기나 질소로 약 50 psi 차압에서 시트 직경별 분당 누설량(기포 수)을 정합니다.

Class I: 시험 없음, 사용자와 제조사가 합의

Class II: 정격 유량의 0.5%, 공기 또는 물

Class III: 정격 유량의 0.1%, 공기 또는 물

Class IV: 정격 유량의 0.01%, 공기 또는 물

Class V: 물 0.0005 mL/분 × 시트 직경(인치) × 차압(psi)

Class VI: 시트 직경별 분당 누설량, 2인치 시트는 0.45 mL/분(기포 3개/분), 공기 또는 질소

Class VI는 소프트 시트 밸브에 쓰는 등급으로, 보통 고무나 플라스틱 시트로 맞춥니다. 사양서의 Class가 Class 150 같은 압력 등급을 뜻하는 경우도 있으니 I~VI 로마 숫자 표기인지 먼저 확인합니다.

공기·물로 재는 시트 누설 등급

진공 사양의 헬륨 누설률은 어떤 조건에서 재나요?

시험 가스와 양쪽 압력이 정해져야 값이 의미를 가집니다. 실무에서 흔한 헬륨 표준 조건은 헬륨을 쓰고 한쪽은 대기압, 다른 쪽은 1 mbar 미만의 진공으로 두어 약 1 bar 차압을 거는 것입니다.

mbar·L/s는 압력과 부피의 곱이 단위 시간에 새어 드는 양입니다. 진공에 쓰는 부품은 실제 사용과 같게 시료 안을 진공으로 뽑고 바깥에 헬륨을 대는 진공법으로 시험하는 것이 바람직합니다. 헬륨 검출기는 10⁻¹² mbar·L/s 수준의 작은 누설까지 찾습니다. 시료를 가압하고 탐침으로 훑는 스니퍼법은 약 10⁻⁷ mbar·L/s까지라 10⁻⁹ 사양은 진공법으로 확인합니다.

HTC 펜듈럼 밸브 카탈로그는 이 조건을 "1 atm 차압의 헬륨 누설률"로 적습니다. 알루미늄 몸체는 1×10⁻⁹ mbar·L/s 미만, 하드 아노다이징 몸체는 1×10⁻⁵ mbar·L/s 미만으로 나뉩니다. 같은 밸브도 몸체 표면에 따라 값이 네 자릿수 달라지므로 값은 시험 조건과 함께 봅니다.

누설률은 시험 가스와 차압까지

Class와 헬륨 누설률은 숫자로 환산해 비교할 수 있나요?

아니요, 환산하지 않습니다. 시험 가스는 공기·물과 헬륨으로 다릅니다. 차압은 약 45~60 psi를 대기로 내보내는 가압 시험과 약 1 bar를 진공 쪽으로 거는 시험으로 다르고, 값의 단위도 정격 유량의 비율 또는 mL/분과 mbar·L/s로 다릅니다.

헬륨 값을 공기 값으로 옮기는 것도 층류와 분자류에서 식이 달라 한 숫자로 정하지 못합니다. 누설률이 약 10⁻⁵ mbar·L/s보다 크면 층류, 약 10⁻⁷ mbar·L/s보다 작으면 분자류로 보며 그 사이는 제조사가 안전 쪽 값을 가정합니다.

왼쪽은 공기를 가압해 물속 기포를 보는 시험, 오른쪽은 한쪽을 진공으로 뽑고 바깥에 헬륨을 대 검출기로 보는 시험

기포 시험도 같은 문제입니다. 카탈로그 기준으로 "기포가 안 보인다"는 표현은 누설률을 정하지 않으면 의미가 없습니다. 비누액에 기포가 보이지 않는 누설은 1×10⁻³~1×10⁻⁴ cc/s 미만이라고 안내합니다. 헬륨 검출기가 찾는 누설과는 크기 자체가 다릅니다.

정하는 것: Class는 제어밸브가 닫혔을 때 시트로 새는 허용량, 헬륨 누설률은 시료로 새어 드는 헬륨의 양

시험 가스: Class는 공기·물(Class VI는 공기·질소), 헬륨 누설률은 헬륨

시험 압력: Class는 II~IV 약 45~60 psi와 VI 약 50 psi를 대기 쪽으로, 헬륨 누설률은 한쪽 대기압과 다른 쪽 1 mbar 미만(약 1 bar 차압)

값의 형태: Class는 정격 유량의 %, mL/분, 기포 수, 헬륨 누설률은 mbar·L/s (예: 1×10⁻⁹)

주로 나오는 곳: Class는 제어밸브와 공정 배관 사양서, 헬륨 누설률은 진공 밸브와 챔버·배기 라인 사양서

누설이 어디서 새는지도 기준마다 다릅니다. Class I~VI는 닫힌 밸브의 시트를 지나 입구에서 출구로 새는 양만 봅니다. 진공 사양의 헬륨 누설률은 시트 쪽, 스템 씰·몸체 접합부로 대기가 드는 외부 쪽, 또는 둘의 합계를 가리킬 수 있습니다.

밸브 안을 지나는 실선 화살표와 스템 쪽 바깥에서 들어오는 점선 화살표

시트 누설과 외부 누설은 별개

누설 기준별로 밸브파크는 어떤 밸브를 제안하나요?

사양서가 헬륨 누설률이면 진공 밸브 중에서 고르고, Class이면 어느 밸브에 붙은 요구인지 확인한 뒤 구성합니다. 기준의 종류와 시험 조건을 듣고 맞는 기준과 밸브를 가려 제안합니다.

밸브파크 추천 구성

HTC 알루미늄 블록 앵글밸브: 누설률 1×10⁻⁹ mbar·L/s급, KF16~KF40

가스 격리, 벤트, 공정 가스 제어처럼 소구경 자동 차단이 필요한 라인에 쓰는 알루미늄 블록형 앵글밸브입니다. 카탈로그 기준 누설률은 1×10⁻⁹ mbar·L/s, 사용 압력은 1×10⁻⁸ mbar~2 bar이며 공압으로 열고 스프링으로 닫는 상시 닫힘 구조입니다.

구성: 6061-T6 알루미늄 몸체(스테인리스는 요청), 316Ti 스테인리스 벨로우즈와 밸브 플레이트, Viton 씰

접속과 구동: KF16·KF25·KF40, 공압 4~6 kg/cm², 설치 방향과 유량 방향 제한 없음

차압: 닫힘 방향 5 bar, 열림 방향 2 bar

표시와 정비: 전기식과 LED 위치 표시, 커버 아래 볼트 4개를 풀어 벨로우즈와 씰을 교체

수명: 1,000만 회(상온 25℃, 청정 환경, 열 때 차압 10 mbar 미만 조건)

올인원 표준형은 솔레노이드와 마이크로 스위치를 상단 커버에 넣고 퀵 커넥터로 연결합니다. 베이크는 알루미늄 몸체 80℃까지라 그보다 높은 온도로 베이크하는 라인에는 맞지 않습니다.

밸브파크 진공 공압 앵글밸브 (SUS304, 싱글액팅, 벨로우즈씰): 출고 전 헬륨 리크 테스트

러핑·포어라인처럼 대기와 진공을 가르는 자동 차단 자리에 쓰는 앵글밸브입니다. 밸브 축을 금속 벨로우즈가 감싸 대기와 진공을 나누고, 출고 전 헬륨 리크 테스트를 거치므로 시험 가스가 사양서의 헬륨 누설률과 같습니다.

KF 플랜지 두 개와 위쪽 공압 실린더가 보이는 앵글밸브

구성: SUS304 몸체, 벨로우즈 씰, 공압 싱글액팅

안전 동작: 공압이 끊기면 스프링이 정해진 방향(닫힘 또는 열림)으로 되돌리며 방향은 사양으로 정함

시험: 출고 전 헬륨 리크 테스트

HTC 베이커블 올메탈 밸브: 누설률 5×10⁻¹⁰ mbar·L/s, 초고진공 베이크 라인

초고진공 배관의 높은 베이크 온도와 낮은 누설률 요구에는 올 스테인리스 구조의 밸브를 씁니다. 카탈로그 기준 누설률은 5×10⁻¹⁰ mbar·L/s, 사용 압력은 1×10⁻¹⁰ mbar~1000 mbar입니다. 베이크 온도는 열린 상태 400℃, 닫힌 상태 300℃입니다.

양쪽 플랜지가 같은 방향으로 놓이고 조작부가 비스듬히 선 직선형 올메탈 밸브

구조: 올 스테인리스 구조, 벨로우즈 스템 씰, 설치 방향 제한 없음

종류와 구경: 앵글형과 직선 통과형, CR16·CR35·CR63 세 가지

베이크: 열림 400℃와 닫힘 300℃로 상태별 값이 나뉘어 사양서의 베이크 조건과 하나씩 대조 가능

베이크가 없거나 낮은 일반 진공 배관에는 올메탈까지 필요하지 않은 경우가 많습니다.

HTC 펜듈럼 밸브: 몸체 표면별로 나뉜 헬륨 누설률

ISO 200·250·320 구경의 챔버와 터보 분자 펌프 사이 스로틀 자리에 쓰며 공압식, 3포지션, APC 방식으로 구동합니다. 카탈로그는 누설률을 1 atm 차압의 헬륨 기준으로 적고 몸체 표면별로 값을 나눕니다.

알루미늄 몸체: 1×10⁻⁹ mbar·L/s 미만, 사용 압력 1×10⁻⁸ mbar~1.2 bar

하드 아노다이징 몸체: 1×10⁻⁵ mbar·L/s 미만, 사용 압력 1×10⁻⁶ mbar~1.2 bar

공통: 최대 차압 1.2 bar, 열 때 차압 5 mbar 이하, 베이크는 몸체 120℃ 이하

하드 아노다이징 몸체는 누설률 값이 크고 사용 압력 하한이 높아 초고진공 사양에는 알루미늄 몸체를 확인합니다.

사양서 기준에 맞춰 밸브와 시험 조건을 함께

자주 묻는 질문

Q. 사양서에 Class IV와 1×10⁻⁹ mbar·L/s가 함께 있으면 어느 쪽이 이 밸브 기준인가요?

밸브가 하는 일로 나뉩니다. 공정 유체를 조절하거나 차단하는 제어밸브라면 Class를, 진공 챔버와 배기 라인을 가르는 진공 밸브라면 헬륨 누설률을 적용하는 경우가 많습니다. 두 값이 한 밸브에 함께 적혀 있으면 별도의 시험 항목이므로 사양서 작성자에게 어느 밸브의 어느 누설인지 확인합니다.

Q. 누설률에 시험 가스와 차압이 적혀 있지 않으면 어떻게 하나요?

헬륨 표준 조건(헬륨, 약 1 bar 차압)이라고 임의로 보지 않고 사양서 작성자에게 조건을 확인합니다. 값이 같아도 가스와 차압이 다르면 다른 시험이므로, 조건을 모른 채 견적을 내면 이후 합격 기준이 달라질 수 있습니다.

Q. 외부 누설 규격인 ISO 15848-1을 진공 밸브에도 요구할 수 있나요?

그 규격은 진공 용도를 적용 범위에서 제외하므로 진공 밸브 사양에는 그대로 맞지 않습니다. ISO 15848-1(스템과 몸체 접합부 외부 누설의 형식 시험 규격)은 스템 직경 1 mm당 mbar·L/s로 AH, BH, CH 등급을 정합니다. 진공 밸브는 헬륨 누설률이 시트, 외부, 합계 중 무엇인지 사양서에서 확인합니다.

Q. 누설률이 atm·cc/s나 Pa·m³/s로 적혀 있으면요?

단위 환산은 됩니다. 1 mbar·L/s는 약 0.987 atm·cm³/s, 약 0.1 Pa·m³/s, 약 0.75 Torr·L/s입니다. 같은 시험 조건의 값끼리 단위를 바꾸는 환산이며, 단위를 바꿔도 공기·물로 잰 Class 값이 헬륨 누설률 사양을 대신하지는 않습니다.

견적 문의 준비 정보

누설 기준의 종류와 값, 시험 가스와 차압, 밸브 종류와 구경을 알려 주시면 사양 검토를 시작할 수 있습니다.

1️⃣ 기준의 종류: Class(I~VI), 헬륨 누설률, 외부 누설 규격 중 어느 것인지

2️⃣ 값과 단위: 예를 들어 Class IV, 1×10⁻⁹ mbar·L/s, atm·cc/s

3️⃣ 시험 조건: 시험 가스, 차압, 시트·외부·합계 구분

4️⃣ 밸브 종류와 구경: 앵글, 인라인, 펜듈럼, 접속 규격(KF, ISO, CF)

5️⃣ 사용 압력과 온도: 진공도, 베이크 온도, 열림·닫힘 상태 구분

6️⃣ 수량과 희망 납기

사양표나 세부 자료가 필요한 경우 문의해 주시기 바랍니다.

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