가스시설 폭발위험장소의 설정 시 누출공 크기(Hole size)의 결정

가스시설 폭발위험장소의 설정 시 누출공 크기(Hole size)의 결정

 

 

가스시설 폭발위험장소의 설정  시 누출공 크기(Hole size)의 결정

연속누출등급 및 1차누출등급의 경우, 누출 홀 크기는 누출이 일어날 수 있는 방출구(예: 각종 통기관 및 브리더 밸브 등의 오리피스)의 크기로 한다. 누출이 어쩔 수 없이 이뤄져야 하는 경우로, 이런 경우 밸브 등의 제조사에서 공차 등을 감안하여 스펙(specification)으로 제시해야 한다.

2차누출등급의 경우, 정상상태에서는 누출이 되지 않는 상황으로 볼 수 있으나, 너무 미세한 값으로 누출공의 실측이 힘들기 때문에 품목 및 누출상황에 따라서 누출공의 크기를 표로 제시하였다. 누출공 크기는 Table 5에 따라 구한다.

압축 섬유 개스킷(compressed fibre gasket) 플랜지[12]
스파이럴 와운드 개스킷(spiral wound gasket) 플랜지[13]
링형 조인트 연결부[14]
50 ㎜ 이하 소구경 연결부[15]

 

Fig.7. Sealing elements on fixed parts example.

 

 

Table 5. Suggested hole cross sections for secondary grade of releases

품목 유형	품목	누출 상황별 홀 단면적
		크기가 확대되지 아니하는 누출 홀의 대푯값 S ( ㎟)	크기가 확대(예:침식)될 수 있는 누출 홀의 대푯값 S( ㎟)	심각한 고장을 유발할 정도로 크기가 확대(예: 파열)될 수 있는 누출 홀의 대푯값 S ( ㎟)
고정부품들의 밀봉 재료	압축 섬유 개스킷(compressed fibre gasket) 플랜지	0.025 이상 0.25 이하	0.25 초과 2.5 이하	인접 볼트 사이의 거리(㎜) × 개스킷 두께 (보통 1 ㎜ 이상)
	스파이럴 와운드 개스킷(spiral wound gasket) 플랜지	0.025	0.25	인접 볼트 사이의 거리(㎜) × 개스킷 두께 (보통 0.5 ㎜ 이상)
	링형 조인트 연결부	0.1	0.25	0.5
	50 ㎜ 이하 소구경 연결부1)	0.025 이상 0.1 이하	0.1 초과 0.25 이하	1.0
저속구동부의 밀봉 재료	밸브 스템 패킹	0.25	2.5	설비 제조자가 제시하는 데이터에 따라 결정함(그 값이 2.5 ㎟이하인 경우에는 2.5 ㎟)4)
	릴리프밸브2)	0.1 × (오리피스 단면적)	해당 없음	해당 없음
고속구동부의 밀봉 재료	펌프 및 압축기3)	해당 없음	1 이상 5 이하	설비 제조자가 제시하는 데이터 또는 운전특성 분석결과에 따라 결정함 (그 값이 5 ㎟ 이하인 경우에는 5 ㎟)4)5)
주1) 소구경 배관의 링 조인트, 나사접합, 압축 조인트 (예: 금속 압축 이음쇠) 및 래피드 조인트(rapid joint)에 적용할 수 있는 홀 단면적을 나타낸다. 주2) 릴리프 밸브가 완전 개방하여 발생하는 누출이 아닌 밸브 부품들의 기능불량에 의해 발생하는 각종 누출을 말한다. 경우에 따라 표에 언급된 크기보다 더 큰 구멍 단면적을 적용할 수 있다. 주3) 왕복동 압축기에서 누출은 보통 압축기 프레임과 실린더에서 발생하지 아니하며, 피스톤 로드 패킹 및 각종 배관 연 결부에서 발생한다. 주4) 예상되는 파손의 영향을 평가하고자 하는 경우에는 설비 제조자의 협조(예: 밀봉장치에 관한 세부 사항이 포함된 도 면의 이용)를 받아야 한다. 주5) 특정 상황(정보가 부족한 상태에서 실시하는 예비조사와 같은 경우)에서는 가연성가스의 최대 허용 누출유량을 설정 하기 위하여 실시하는 운전특성 분석결과를 설비 제조자 데이터와 함께 사용할 수 있다. [비고] 1. 그 밖의 대표 값들은 관련 국가규격 및 산업표준에서도 구할 수 있다. 2. 최고운전압력이 10 ㎪ 이하인 경우에는 누출 홀의 크기가 확대되지 아니하는 것으로 볼 수 있다. 3. “크기가 확대(예: 침식)될 수 있는 누출 홀”이란 밀봉 재료가 유체에 의해 부식, 침식 및 열화될 수 있는 설비의 누출 홀 중 진동의 영향을 받지 않는 것을 말하고, “심각한 고장을 유발할 정도로 크기가 확대(예: 파열)될 수 있는 누출 홀”이란 밀봉 재료가 유체에 의해 부식, 침식 및 열화될 수 있는 설비의 누출 홀 중 진동의 영향을 받는 것을 말한다.

 

Table 5에서 범위로 주어진 값(예: 0.025 이상 0.25 이하)는 운전조건이 설계수준 보다 현저하게 낮은 경우에는 고장 가능성이 낮아지
므로 규정하는 홀 크기 범위 내에서 작은 값(0.025)을 선택한다. 통상의 경우, 설계수준과 운전조건이 같거나 근접하는 경우가 많으므
로, 이 경우 범위 내에서 큰 값(0.25)를 선택한다. 또한 사람이 상주하지 않는 시설은 방치에 따라 심각한 고장이 발생할 수 있으므로 큰
값(0.25)을 선택하고, Table 5에서도 단면적이 큰 쪽으로 선택한다.
예를 들면, 스파이럴 와운드 개스킷(spiral wound gasket)을 사용한 플랜지 지점에 홀 크기가 침식될 수 있는 누출상황이라면 Table 5
에서 0.25mm2를 선택할 수 있고, Table6처럼 단면적(S)을 결정할 수 있다

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(Reference )

KGS GC101을 통한 가스시설 폭발위험장소의 설정

†김정환․이민경․길성희․김영규․고영규
한국가스안전공사 가스안전연구원

(2019년 7 월 16일 접수, 2019년 8월 24일 수정, 2019년 8 월 25일 채택)

Area Classification of Hazardous Gas Facility According to KGS GC101 Code

Jeong Hwan Kim․Min-Kyung Lee․Seong-Hee Kil․Young-Gyu Kim․Young Kyu Ko Institute of Gas R&D, Korea Gas Safety Corporation, Chungcheongbuk-d0, 27738, Korea(Received July 16, 2019; Revised August 24, 2019; Accepted August 25, 2019)

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출처 : 한국가스학회지

한국가스학회지