공정안전(PSM)보고서에서의 "장치 및 설비 명세 작성방법"

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공정안전(PSM)보고서에서의 "장치 및 설비 명세 작성방법"

 

 

1. 작성예시 

 

2. 작성방법

 

1) 장치번호 : P&ID와 일치하게 기입

2) 장치명 : Column/Tower류, 반응기류, Drum/Vessel류, 열교환기류, Heater/Furnace류, 탱크류, 원심분리기, 집진기 등의

                Stationary Equipment(고정장치

    - 열교환기는 동체측과 튜브측(또는 Hot side와 Cold side)을 구분하여 기입

    - Jacket/Coil이 부착되는 장치 또는 Inner pipe/Outer pipe 등과 같이 서로 다른 유체가 통과하는 장치는 유체가 접촉되는 부분을

      구분하여 작성(Shell/Coil, Shell/Jacket 구분)

3) 용량 : 장치 및 설비의 직경 및 높이 등을 기재

     - Tower류 : 직경(㎜)×전체길이(㎜)×단수

     - 반응기류 : 직경(㎜)×전체길이(㎜)

     - Drum류 : 직경(㎜)×전체길이(㎜)

     - Filter류 : 직경(㎜)×전체길이(㎜), Filter 처리능력 (추가할 수 있음)

     - 열교환기류 : 전열량(㎉/hr)×전열면적(㎡)

     - 가열로류 : 전열량(㎉/hr)×사이즈(직경×높이, 또는 가로×세로×높이)(㎜)

     - 탱크류 : 설계저장량(㎥)×사이즈(직경×높이, 또는 가로×세로×높이)(㎜)

4) 설계압력 및 설계온도 : 제작도면의 명세를 기입

5) 운전압력 및 운전온도 : 공정흐름도 등과 일치하게 기입

    ※ 압력, 온도란에는 장치 및 설비의 설계 및 운전 상태를 작성한다. 다만, 압력의 단위는 MPa 단위를 사용하는 것을 원칙으로 하되,

       도면 및 절차서 등의 단위가 다르게 되어 있는 경우에는 MPa 대신 해당 단위를 사용하여 작성할 수 있다.

6) 사용재질 : 가능한 한 KS/ASTM 등의 재질분류기호 기입. JIS, DIN 등의 국제적인 규격을 기입할 수 있음.

7) 가스킷 재질 : 상품명이 아닌 일반명 기입.(상품명 병기 가능)

8) 용접효율 : 용접이음종류 및 방사선투과시험 실시여부에 따라 기입

    ※ 설계코드에 따라 용접이음종류 및 방사선투과시험 실시여부에 따라 적용하는 용접효율 기입

9) 계산두께 : 부식여유를 제외한 계산두께 기입

    ※ 사용두께 ≥ 계산두께 + 부식여유

    ※ 설계자료에는 대부분 계산두께에 부식여유가 포함된 상태이므로 데이터 기입 시에는 설계자료를 확인하여 작성

10) 열처리 여부 : 용접 전/후 응력제거를 위한 열처리 여부 기입

      ※ 해당 장치의 설계자료를 확인하여 작성

11) 비파괴검사율 : 방사선투과시험 기준으로 검사율(예: 20%, 100%, SPOT) 기입

     ※ 설계코드에 따라 다른 비파괴검사율을 적용하는 경우에는 해당 코드의 비파괴검사율 기입

12) 비고 : 안전인증, 안전검사 등 적용받는 법령명을 기입 (산업안전보건법, 고압가스안전관리법, 에너지이용합리화법)

     ※ 저압 또는 상압용기 중 위험물관리법, 화학물질관리법의 적용을 받는 용기는 제외할 수 있음.

 

3. 참고사항

 

1) 설계 압력 및 설계 온도

   (1) 설계 압력 (일반적인 기준)

        - 최대운전압력이 7 MPaG 이하 : 최대운전압력 × 1.1 또는 최대운전압력+ 0.18MPa 중 큰 값

        - 최대운전압력이 7 MPaG 초과 : 최대운전압력 × 1.05 또는 최대운전압력 + 0.7 MPa 중 큰 값

        - 가능하면 최소 설계압력은 0.35 MPaG 이상

         - 진공 운전 : 완전진공(Full Vacuum, F.V), Half Vacuum (H.V)

   (2) 설계 온도 (일반적인 기준)

        - 설계온도 = 정상운전온도 + 30℃

2) 재질별 사용허용 온도

     - 화학공장에서 사용하는 재질은 각각 온도에 따른 재료의 물리적 성질 및 조직의 변화가 발생된다.

       이러한 변화는 설비 사용에 심각한 문제를 발생시킬 수 있으므로 사용온도 및 취급하는 유체에 적합한 적정 재질을 선정하여

        사용하여야 한다. 특히 고온 및 저온에서의 적정재질을 선정하는 것이 중요하다.

     - 고온에서는 재료의 강도가 감소하는 경향이 있으며, 항복점은 감소되거나 명료하지 않게 되고 극한인장강도 역시 감소하게 된다.

       고온에서는 강재를 포함하는 금속이 일정한 하중 하에서 일정한 기간에 걸쳐 고온에 두었을 때 발생하는 크리이프 강도가 고려되어야

       한다.

     - 저온에서 탄소강의 온도가 상온이하로 저하되면 인장강도, 경도, 탄성계수 및 항복점 등은 점차 증가되나 연신율, 단면 수축율

       및 충격치 등은 감소되어 취성이 많아진다. 특히 충격치는 온도의 강하와 더불어 어떠한 한계온도, 즉 천이점(transition point)에

       도달하면 급격히 감소되어 –70℃ 부근에서 충격치가 0에 가깝게 되고, 이로 인하여 취성이 생긴다. 이러한 성질을 저온취성

       (low temperature shortness)이라 한다

   (2) 재질 선정 시 주의 장치 및 배관

        ① 고온 운전장치

             - Naphtha Cracking Heater Tube(운전온도 830℃)

             - TLE(운전온도 830℃)

       ② 저온 운전장치

            - Demethanizer(운전온도 -143℃) 관련설비

            - H2&CH4 Separator(운전온도 -145℃)

            - 냉동기관련설비

            - Ethylene Fractionator(운전온도 -33℃)

3) 비파괴검사

    (1) 실시 대상

         - 독성물질 취급 압력용기

         - 두께 38㎜를 초과하는 탄소강 압력용기

         - 두께 25㎜를 초과하는 저합금강 및 오스테나이트계 스테인레스강 압력 용기

         - 용접효율이 1인 압력용기

         - 페라이트계 스테인레스강

         - 유해화학물질 취급용기(화학물질관리법에서 요구됨)

   (2) 비파괴검사 및 용접효율

        - 비파괴검사 및 용접효율은 제작 당시 적용 기준에 따라 기입

   (3) 근거 및 참고자료

        - 고용노동부고시 제2020-41호(위험기계･기구 안전인증 고시)

        - KS B 6750-3 ｢일반산업용 압력용기｣ 4.2.2 사용제한 j) 치사적 물질용 압력용기

4) 후열처리

    (1) 실시 대상

         ① KS B 6750-3 ｢일반산업용 압력용기｣ 6.5.9 용접 후 열처리 요건

         ② 사용환경에서 요구하는 경우

         ③ 탄소강 및 저합금강의 압력용기 중

              - 독성물질을 취급하는 경우

              - 설계온도가 -45℃이하이고 설계인장응력 값이 허용인장응력 값의 0.4배 이상인 저온 용기

         ④ 기타 사용자가 요구하는 경우

     (2) 근거 및 참고자료

          - 고용노동부고시 제2020-41호(위험기계･기구 안전인증 고시)

          - KS B 6750 ｢압력용기-설계 및 제조 일반｣ 6.5.9 용접 후 열처리 요건

          - KOSHA Guide

           . D-9-2016 (플랜지 및 개스킷 등의 접합부에 관한 기술지침)

           . D-15-2012 (화학설비의 재질선정에 관한 기술지침)

           . D-24-2012 (화학설비의 안전설계 일반기준에 관한 기술지침)

           . D-37-2012 (화학설비 등의 공정설계에 관한 기술지침)

           .D-41-2017 (배관재질 선정에 관한 기술지침)

        - 화학물질안전원고시 제2014-4호 (개스킷 선정･설치 및 관리기준에 관한 지침)

        - API RP 571, Damage Mechanisms Affecting Fixed Equipment in the Refining Industry

        - API RP 941, Steels for Hydrogen Service at Elevated Temperatures and Pressures in Petroleum Refineries

          and Petrochemical Plants

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