설계시 재료의 선정

2. 재료 선정

2.1 재료선정시 고려사항

2.2 일반적인 금속재료

2.2.1 탄소강 (Carbon Steel)

2.2.2 킬드강 (Killed Carbon Steel)

2.2.3 저합금강 (Low Alloy Steels)

2.2.4 페라이트 & 마르텐사이트 (Ferrite & Martensiteic) 스테인레스강

2.2.5 오스테나이트 (Austenite)스테인레스강

2.2.6 니켈합금

2.2.7 구리합금

2.2.8 티타늄

2.3 부식환경에 따른 재질선정

2.3.1 산소

2.3.2 수소

2.3.3 황

2.3.4 황화수소

2.3.5 염화이온

2.3.6 가성소오다

2.3.7 산

2.4 화학물질에 따른 재질선정

2.5 기타

2.5.1 저온용 재료

2.5.2 재료 가격 비교

2.5.3 용접후 열처리(PWHT)

2.5.4 일반금속재료의 성분

2.5.5 금속재료의 ANSI 표기법

2.5.6 금속재료의 ASTM 표기법

2.5.7 금속재료 대조표 (ASTM, DIN, BS, JIS)

2. 재료 선정

2.1 재료 선정 시 고려사항

1) 설계수명

주요장치는 보통 다음 설계수명과 부식율을 고려하여 재료가 선정되어야 한다.

- 배관 : 10년

- 가열로튜브 : 100,000시간 (약 12년)

- 압력용기 / 탱크 / 회전기 / 전기장비 : 20년

- 열교환기 튜브 : 초기누설시까지 5년, 교체시까지 10년

2) 경제성

가능한 초기투자비와 정비비가 최소가 되도록 한다.

3) 물리적 성질

- 강도(Strength) : 설계조건에서 적절한 강도유지

- 부식저항(Corrosion Resistance) : 시운전/운전정지/재생중에 부식저항유지

- 인성(Toughness) : 적절한 충격저항 유지(Resistance to Brittle Fracture)

- 열충격(Thermal Shock) : 빠른 온도상승에 대한 저항유지

- 마모(Abrasion) : 고체를 포함하는 유체를 다룰 때 고려되어야 함

- 산화(Oxidation) : 고온유체를 다룰 때 고려

- 성형(Fabrication) : 성형의 용이성 고려

4) Design Code / Standards / Practice

발주자의 요구 혹은 특별한 상황에 따라 달라질 수 있으나 다음 Code가 널리 쓰인다.

- ASME Section Ⅰ : Power Boilers

- ASME Section Ⅷ, Div. 1 : Pressure Vessels

- ASME Section Ⅷ, Div. 2 : Alternative Rules for Pressure Vessels

- ANSI B31.3 : Refinery Piping

- ANSI B16.5 : Steel Pipe Flanges & Flanged Fittings

- TEMA : Heat Exchangers

- API Standard & Recommended Practices