압력용기란? 넓은 의미의 압력용기(Pressure Vessel)란? 압력을 가진 유체(액체 또는 기체)를 수용하는 모든 용기로서 보일러도 포함한다. 좁은 의미의 압력용기라 함은 석유화학공업에서 액체 또는 기체를 저장, 반응, 분리 등의 목적으로 만들어진 용기로서 압력에 견딜 수 있도록 설계, 제작된 용기를 말한다. 그리고 운전중에 연소하고 있는 고체 혹은 화염등을 취급하는 것은 Fired Pressure Vessel, 화기를 취급하지 않는 것을 Unfired Pressure Vessel이라고 한다. 압력용기 구조 자료출처 : 깜보 화공안전 블로그 압력용기의 유형 용도에 따른 압력용기의 종류 저장 용기저장 용기는 산업용으로 액체와 기체를 담는 데 사용됩니다. 용기는 이후 공정에서 유체를 담거나 압축 천연 가스(CNG) 및 액체 질소와 같은 완제품을 저장하는 데 사용할 수 있습니다. 탄소강은 저장 탱크에 가장 일반적으로 사용되는 재료입니다. 열교환기열교환기는 둘 이상의 유체 사이에서 열을 전달하는 데 사용됩니다. 그들은 일반적으로 식품, 제약, 에너지 및 생물 가공 산업에서 사용됩니다. 열교환기 장비의 작동은 열 교환과 관련된 유체의 열 및 흐름 특성과 전도성 파티션(간접 접촉 열 교환기의 경우)의 열 특성에 따라 달라집니다. 열교환기의 재료는 뜨거운 유체와 차가운 유체의 온도 차이와 유체를 포함하는 내부 압력으로 인해 스트레스를 받습니다. 보일러보일러는 연료, 원자력 또는 전력을 열원으로 사용하는 열 전달 장비입니다. 일반적으로 소스에서 유체로 열을 전달할 수 있는 밀폐된 용기로 구성됩니다. 그들은 주로 액체를 가열하는 데 사용됩니다. 종종 액체에서 증기로 유체의 상 변환이 보일러 내부에서 발생합니다. 보일러에서 생성된 증기는 다양한 난방 응용 분야 및 발전에 사용됩니다. 증기 보일러는 터빈의 블레이드를 가속하기 위해 높은 압력에서 증기를 생성합니다. 따라서 이러한 고압과 열응력을 견디기 위해서는 보일러 용기의 강도가 높아야 한다. 대부분의 재료의 경우 온도가 증가하면 강도가 감소합니다. 공정용기공정 용기는 압력 용기의 광범위한 분류입니다. 이들은 혼합 및 교반, 경사분리, 증류 및 물질 분리, 화학 반응과 같은 산업 공정이 발생하는 용기입니다. 공정 용기의 내부 압력 변화는 수행되는 공정의 특성과 관련된 물질의 변형에 따라 달라집니다. 가스용기의 종류와 분류▶ 형상에 따른 압력용기의 종류 구형 압력 용기구형 압력 용기는 구조가 강하기 때문에 고압 유체를 담는 데 이상적이지만 제작이 어렵고 비용이 많이 듭니다. 내부 및 외부 응력이 구의 표면에 고르게 분포되어 약점이 없습니다. 단위 부피당 표면적이 더 작습니다. 구형 용기는 동일한 부피의 압력 용기가 제작되는 경우 원통형 용기보다 적은 양의 재료를 소비합니다. 구형 용기의 더 작은 표면적은 또한 다른 모양에 비해 더 뜨거운 본체에서 더 적은 열 전달을 가질 것입니다. 원통형 압력 용기원통형 압력 용기는 다목적성으로 인해 가장 널리 사용되는 용기이며 구형 용기보다 생산 비용이 저렴합니다. 그러나 그들은 헤드를 연결하는 데 사용되는 피팅에 의해 감소되기 때문에 구형 용기와 동일한 강도를 갖지 않습니다. 원통형 용기는 쉘이라고 하는 실린더와 헤드라고 하는 끝 마개로 구성됩니다. 헤드와 쉘의 연결을 웰드 라인이라고 합니다. 머리의 곡률은 접선에서 시작됩니다. 반구형 헤드압력이 헤드 표면에 고르게 분포되기 때문에 고압 유체를 취급하고 대구경 용기를 둘러싸는 데 이상적입니다. 그것들은 단순한 방사형 기하학과 더 높은 내부 체적을 갖지만 제작하고 쉘에 결합하기가 더 어렵습니다. 다른 헤드 형상과 비교하여 반구형 헤드는 동일한 내부 압력을 처리할 수 있는 최소 벽 두께가 필요합니다. 반구형 헤드의 반경은 원통형 용기의 단면 반경과 같습니다. 머리의 깊이는 지름의 절반입니다. 토리구형 헤드15bar 미만의 압력을 처리하는 데 적합합니다. 헤드 중에서 가장 쉽고 저렴하게 제작할 수 있습니다. 평평한 프로파일로 인해 높이 제한이 있는 압력 용기에 사용됩니다. 그들은 토러스의 일부와 구의 일부로 형성됩니다. 원통과 접시의 전환을 도넛 모양의 너클이라고 합니다. 타원형 헤드머리 너비의 일부인 깊이를 갖습니다. 반지름은 장축과 단축 사이에서 다양하며 일반적으로 2:1입니다. 타원형 헤드와 쉘의 벽 두께는 동일합니다. 이 유형의 헤드는 높이 대 중량 비율로 인해 고압 가스를 포함하는 데 이상적입니다. 15bar 이상의 압력을 처리할 수 있습니다. 타원형 헤드는 압력에 강하고 전체 강도가 높기 때문에 필요한 두께가 줄어들어 경제적입니다. 압력용기의 재료선택 압력 용기에 적합한 구성 재료를 선택하는 기준은 다음과 같습니다. 특정 응용 프로그램 의 강도 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 재료는 압력 용기의 사용 수명 동안 특정 내부 및 외부 압력과 구조적 응력을 견뎌야 합니다. 내식성. 이것은 가혹한 환경에서 신뢰할 수 있을 것으로 기대되는 압력 용기의 가장 중요한 특성 중 하나입니다. 투자 회수. 재료, 제조 및 유지보수 비용은 압력 용기의 수명 주기 동안 고려해야 합니다. 경제적 분석은 최소 비용을 산출하는 최상의 재료를 결정하기 위해 수행됩니다. 압력 용기의 취득이 수익성이 있는 경우 투자 수익을 평가하고 평가해야 합니다. 제조 및 유지 보수가 용이합니다. 금속판은 압력용기의 형상을 만들기 위한 형상으로 성형되기 때문에 기계가공성과 용접성이 좋아야 한다. 선박 내부는 쉽게 설치되어야 합니다. 유효성. 압력 용기 재료의 표준 크기는 제조업체 지역에서 쉽게 구할 수 있어야 합니다. 압력 용기의 설계다음은 압력 용기의 설계 계산에 사용되는 매개변수입니다. 이러한 매개변수는 쉘과 헤드의 벽 두께를 평가하는 데 중요합니다. 디자인 압력설계 압력은 용기 사양을 계산한 값입니다. 시동, 비상 정지 및 공정 이상과 같은 혼란 조건 동안 예상되는 압력 서지인 최대 작동 압력에서 파생됩니다. 항상 최대 작동 압력보다 높습니다. 선박의 압력 방출 시스템도 이 매개변수를 기반으로 폭발 위험을 최소화합니다. Towler에 따르면 설계 압력은 최대 작동 압력에서 5-10% 초과 설계되어야 합니다.잠재적으로 진공 압력을 경험할 수 있는 용기의 경우 설계 압력은 1개의 완전 진공(-14.7psig)에 견디도록 설정되어야 합니다. 최대 허용 작동 압력(MAWP)MAWP는 설계 온도를 기준으로 선박이 작동해야 하는 장비 상단에서 측정된 최고 허용 압력입니다. 용기의 가장 약한 부분이 설계 온도에서 처리할 수 있는 가장 높은 압력입니다. MAWP 값은 ASME(American Society of Mechanical Engineers)에서 지정하며 선박이 안전 프로토콜을 설정하고 폭발을 방지하기 위해 이 값을 초과하여 작동하지 않도록 하기 위해 산업계에서 사용됩니다.MAWP는 설계 압력과 다릅니다. MAWP는 재료의 물리적 한계를 기반으로 하는 광범위한 속성입니다. 부식 및 마모는 재료의 MAWP를 낮춥니다. 한편 설계압력은 공정의 운전조건에 따라 달라지며 MAWP 이하일 수 있다. 디자인 온도최대 허용 응력은 온도가 증가함에 따라 강도가 감소하고 매우 낮은 온도에서 부서지기 때문에 온도에 크게 의존합니다. 압력 용기는 최대 허용 압력이 평가되는 더 높은 온도에서 작동하지 않아야 합니다. 설계 온도는 항상 최대 작동 온도보다 크고 최소 온도보다 낮습니다.설계 온도를 평가하는 데는 몇 가지 경험 법칙이 있습니다. Towler는 설계 온도가 최대 작동 온도에서 500F, 최소 작동 온도에서 -250F가 되어야 한다고 제안합니다. Turton의 경우 -30 ~ 3450C 사이에서 운항할 선박에 대해 최대 250C를 허용해야 합니다. 설계자는 압력 용기의 온도에 큰 영향을 미치는 교란을 고려해야 합니다. 연료 저장탱크를 구조해석을 통해 가변 압력 하중을 지정▶
