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압력용기 취급 작업 안전

1. 산업현장에서의 적용범위

최근 자동화의 추세와 더불어 공기압 관련기술도 신뢰도가 높은 시스템을 구축하고 있으며 공기가 가지는 특징 즉, 압축성이 있어 에너지축적이 용이하고, 어디에서나 조달이 가능한 것 등으로 인해 각 분야에서 그 수요가 점차 확대되어 가고 있다.

2. 압력용기의 구조와 명칭

압력용기란 내외부에서 일정한 유체(액체, 기체)압을 받는 용기를 말한다.

가. 압력부위(Pressure Parts)

압력을 직접 받는 동체(Shell), 경판(Head), 전열관(Tube), 노즐(Nozzle), 관판(Tube Sheet) 등으로 구성

(1) 동체(Shell)

내용물을 담고 압력을 받는 주요 부분으로서 형상은 응력집중을 최소화하기 위해 원통형이 주로 사용된다.

(2) 경판(Head)

용기를 밀폐된 형상으로 만들기 위해 동체 끝 부분을 막는 부분

(3) 관판(Tube Sheet)

열교환기에서 열 교환이 이루어지는 관속(Tube Bundle)을 지지하는 원형판으로 일반적으로 단조품(Forging) 재질을 사용

(4) 노즐(Nozzle) 및 플랜지(Flange) 압력용기 내부에 유체를 공급하거나 내부유체를 외부로 빼내는 목적으로 사용되고, 동체나 경판에 구멍(Opening)을 내고 그 주위를 파이프로 용접하여 설치하며, 노즐 끝단부는 플랜지로 연결

나. 비(非)압력부위(Non-Pressure Parts)

받침대(Support), Lifting Lug, 방해판(Baffle)등

다. 안전관련품(Safety-Accessaries)

안전밸브, 계기류(압력계, 온도계) 등

3. 운전조건에 따른 분류

(1) 진공용기 : 게이지 압력 0㎏/㎠ 이하의 감압 하에서 사용되고 있는 용기

(2) 상압용기 : 게이지 압력 0㎏/㎠ 대기압에 가까운 압력으로 사용하는 용기

(3) 저압용기 : 게이지 압력 0 ~ 40㎏/㎠의 압력으로 사용하는 용기

(4) 중압용기 : 게이지 압력 40 ~ 100㎏/㎠의 압력으로 사용하는 용기

(5) 고압용기 : 게이지 압력 100㎏/㎠ 이상의 압력으로 사용하는 용기

(6) 저온용기 : -20℃ 이하의 온도에서 사용하는 용기

(7) 고온용기 : 350℃ 이상의 온도에서 사용하는 용기

※단위환산 : 1kg/㎠=98066.5Pa≒0.1MPa

4. 압력용기 설치, 사용 유의 사항

가. 옥내설치

압력용기를옥내에설치하는경우에는아래의기준을준수하여설치한다.

(1) 압력용기와 천정과의 거리는 압력용기 본체상부로부터 1 m 이상이어야 한다.

(2) 압력용기의 본체와 벽과의 거리는 0.3 m 이상이어야 한다.

(3) 인접한 압력용기와의 거리는 0.3 m 이상이어야 한다. 다만, 2개 이상의 압력용기가 한 장치를 이룬 경우에는 예외로 한다.

(4) 유독성 물질을 취급하는 압력용기는 2개 이상의 출입구 및 환기장치가 되어 있어야 한다.

나. 설치상태

압력용기의 설치는 다음에 따른다.

(1) 기초가 약하여 내려앉거나 갈라짐이 없어야한다.

(2) 압력용기는 최소한 1개소 이상 접지되어 있어야 한다.

(3) 압력용기 본체는 바닥보다 100 ㎜ 이상 높이 설치되어 있어야 한다.

(4) 압력용기와 접속된 배관은 팽창과 수축의 장애가 없어야 한다.

(5) 압력용기 본체는 보온되어야 한다. 다만, 공정상 냉각을 필요로 하는 등 부득이한 경우에는 예외로 한다.

(6) 압력용기의 본체는 충격 등에 의하여 흔들리지 않도록 충분히 지지되어야 한다.

(7) 횡형식 압력용기의 지지대는 본체 원둘레의 1/3 이상을 받쳐야 한다.

(8) 압력용기의 사용압력이 어떠한 경우에도 최고사용압력을 초과할 수 없도록 설치되어야 한다.

(9) 압력용기를 바닥에 설치하는 경우에는 바닥 지지물에 반드시 고정시켜야 한다.

다. 압력용기 이름판에 표시해야 할 사항

① 최고허용압력(㎏/㎠G)

② 설계온도(℃)

③ 동체, 경판의 재질, 규격, 명칭, 기기번호

④ 비파괴검사의 종류(RT, UT, MT, PT) 및 온-길이, 부분 검사의 구별

⑤ 용접 후 열처리

⑥ 제조자의 이름

⑦ 제조 년,월,일

5. 방호장치 종류

가. 안전밸브(Safety Valve 및 Relief Valve)

① 안전밸브는 용기본체 또는 관에 수직 설치

② 안전밸브 전·후단에는 원칙적으로 차단밸브 설치금지

③ 1년에 1회 이상 토출압력 시험을 실시

나. 파열판(Rupture Disk)

① 반응폭주로 급격한 압력상승 우려가 있는 경우 설치

② 독성물질 누출로 주위 작업환경을 오염시킬 우려가 있을 경우 설치

다. 통기밸브(Breather Valve)

① 대기압 근처에서 운전되는 저장탱크의 과압이나 부압

② 설치기준

  - 인화점이 38℃ 미만인 물질

  - 충분한 통기량

  - 내부식성 재질

통기밸브라 함은 평상시에 닫힌상태로 있다가 탱크의 압력이 미리 설정된 압력에 도달하면 밸브가 열려 탱크 내부의 가스·증기 등을 외부로 방출하거나 또는 탱크 내부로 외부공기를 흡입하는 밸브를 말한다.

6. 작업시작전 점검사항

(1) 공기저장 압력용기 외관상태

(2) 드레인밸브의 조작 및 배수

(3) 압력방출장치의 기능

(4) 언로드밸브의 기능

(5) 윤활유의 상태

(6) 회전부의 덮개 또는 울

(7) 기타 연결부위의 이상유무

7. 압력용기 안전검사

화학공정 유체취급용기와 모든 사업장의 공기 및 질소저장탱크로서 사용압력의 값이 게이지 압력으로 0.2㎫ 이상이고 사용압력(단위 : ㎫)과 용기 내용적(단위 : ㎥) 의 곱이 0.1 이상 경우. 안전검사 대상에 해당된다. 사업장 설치가 끝난 날부터 3년 이내에 최초 안전검사를 실시하되, 그 이후부터 매2년마다 안전검사를 실시하여야 한다.

<안전기술 2010년 3월호 중>