기계 상세 부품의 용도와 기초 화공 용어 해설

다음 자료는 굉장히 쉽게 설명되어있는 자료라 블로깅합니다.

업무에 참조하십시요.

 

 

1. 기계 장치

 

(1) Fire Proofing

1) 목적

 가연성 물질을 취급하는 석유 및 화학공장의 철구조물이나 기자재가 고온의 화재에 노출시 강도저하로 파손 또는 변형되어 붕괴되지 않도록 일정시간 내화성능을 갖도록하기 위해 기자재 또는 철골의 SUPPORT 부위를 내화재로 보호 처리하는 것이다.

 일반적으로 SKIRT 또는 SUPPORT STEEL이 538℃에 도달하는 시간을 3 시간 이상으로 저지하는 역할을 목표로 한다.

 

2) 재질

 다음과 같은 재질을 사용한다.

대표적 재질	밀도 ( ㎏/㎥ )	두께 ( mm )	시공 방법	비고
Concrete	2210 ~ 2510	75	Pouring	Column Skirt & Leg
Cementetious Mixture	600 ~ 1100	50	Spray Trowelling	Steel Structure
Intumescent Mastic	1025 ~ 1400	20	Spray Trowelling	Steel Structure

 

(2) Frame Arrestor

용기 내부에서 발생한 화재가 바깥으로 전파되는 것을 방지하기 위하여 기자재의Top(Roof) 에 설치하는 화재 확산 방지 기구이다.  Incinerator 등의 System 상 Fire의 역류를 방지하기 위해서는 별도 이 용도의 기자재를 설치하기도 한다. 예, Incinerator

 

(3) Bed Limiter와 Hold Down Grating

1) Bed Limiter

 Vapor 또는 Liquid의 Distribution역할을 하며 통상 Packing 또는 Catalyst 상단에 설치된다. 고정용 Clip 또는 Support Ring으로 전체를 움직이지 못하도록 고정하게 된다.  따라서 Packing 또는 Catalyst 의 편심 함몰에 대한 방지 기능은 가지지 못한다.

2) Hold Down Grating

 Bed Limiter 의 단점인 Packing 또는 Catalyst 의 편심 함몰에 대한 무방지 기능을 개선하여 몸체 전체가 고정식이 아닌 Float Type으로 되어 있어 Packing 또는 Catalyst 위를 무게로 눌러주므로 항상 평형을 유지할 수 있다.

 

(4) Tell Tale Hole (알림 구멍)

ASME 의 압력용기 이음 Category 중 ‘D’ joint (Nozzle Neck to Shell)는 압력 부위 중에서 가장 취약한 곳이다.  특히 이곳은 Opening 부의 취약점을 보완하기 위해 보강판을 설치하게 되는데 이때 이 곳은 2번 이상의 용접 과정을 거치는 중첩 용접을 실시하게 된다.  아울러 좁은 공간으로 인해 용접성 또한 아주 불리한 조건이 된다.  따라서 운전 중의 누수의 원인으로 가장 주목 받는 곳이 된다.  만약 알림 구멍이 없다면 누수 시 보강판 내부 틈새의 부식과 압력에 의한 파손이 일어나게 될 것이므로 이 Hole의 역할은 안전을 위해 아주 중요한 역할을 한다.

게다가 기자재 본체에 보강판이 부착되어 온 둘레 용접을 할 경우 두 접착면 내부의 가스 또는 공기는 대기압보다 높게 된다. 만약 기자재의 (운전) 온도가 올라가게 되면 누수가 없더라도 이곳의 압력은 더욱 높아지게 되어 그 부위의 모재와 용접부에 파손을 야기시킬 수 있다.  이를 위해 보강판 또는 본체에 직경 10mm이하의 알림 구멍 및 숨구멍을 뚫어 준 것을 Tell Tale Hole이라 한다.

 

(5) Weep Hole for Syphon

Syphon 현상을 방지하기 위해 기자재 내부로 삽입된 Piping의 상단에 뚫어주는 작은 Hole을 말한다.

 

(6) Vapor Belt와 NTIW(No Tube In Window)

Vapor Belt는 Shell & Tube Type 열교환기의 Thermal Rating 시 Shell Side로 주입되는 유체에 의한 Tube의 손상을 방지하기 위해 내부에 Impingement Baffle를 설치하는 대신에 외부에 Belt Chamber를 설치하여 Shell의 전 둘레 방향에서 주입이 되도록 한 부품을 말한다. 이것은 Shell의 용량을 최소화 시킬 목적과 Tube의 손상이 심하게 우려되는 두 가지 요구를 필요로 하는 곳에 유효하다.

한편, NTIW는 Baffle의 Cutting 부에 Tube를 배열하지 않는 것을 말한다. 이것은 Tube의 vibration에 대비한 대책의 일환으로 선택되는 한 방법이다.

 

(7) Demister

Vapor내의 Liquid를 분리시키는 역할을 한다. 따라서 상부의 Vapor Outlet쪽(기계장치의 상부)에 설치된다.

 

(8) Coalescer

Fluids(Liquid)내의 수분을 제거하기 위한 장치이다.  Liquid Hydro-Carbon 속의 수분을 제거하기 위한 장치에 많이 사용되고 있다.

 

(9) Earth Lug

기자재 내부 유체(고체 또는 액체) 의 정전기나 낙뢰 등에 의한 고전류를 Earthing 시키기 위한 Cable Holder를 말한다.

 

(10) Vortex Breaker

기자재 내부의 유체는 다음 공정을 위해 배출하게 되는데 이때 Bottom쪽에서는 지구의 자전과 공전에 의한 Vortex가 발생하게 된다.  이 Vortex는 Vapor를 Pocket시켜 Line의 Pump에 Cavitation을 일으키게 된다.  따라서 Bottom Outlet에 Pump가 설치되어 있는 경우의 거의 이것을 설치하게 된다.  Outlet의 Nozzle Size가 작은 경우에는 Vortex Breaker(Baffle)가 Nozzle의 유체 흐름 단면적을 막게 되어 Pressure Drop 이 크게 발생하게 될 수 있으므로 Size와 Type 설정에 주의를 요한다.

 

(11) Nozzle Internal Type

a. Flush Type: Drain and Vent 용/ Non Radial Type(비반경 방향)/ 일반용/ H/EX용

b. Normal Drop Type: Forging류 (단, 상기 1항 제외용)

C. Min.Drop Type: 강도계산에 의한 보강 필요 시. 단, a항의 경우는 Nozzle Neck Thickness를 키우더라도 이 Type적용 불가함.

d. Extension type: Vortex의 방지 및 Flood Nipple (Outlet에서 찌꺼기 등이 배출되는 것을 억제하기위한 돌출부)용으로 쓰이는 Outlet Nozzle임.

 

(12) 표면 거칠기

1) Serration & Roughness

① Serration

Tool로서 가공한 기계 가공 자국을 말하며 통상 인치 당 산수로 그 크기를 표시한다. 일반적인 기계부품의 표면 거칠기에는 거의 적용되지 않는다.

② Roughness

기계가공 자국 또는 Grinding등에 의한 표면의 거칠기를 말하는 것으로 AARH(Arithmetic Average Roughness Height), microinch, μm or RMS(Root Mean Square)등으로 표현한다. 일반적인 기계부품의 표면 거칠기에 거의 적용되는 단위이다.

 

한편 AARH = Microinch = RMS = 0.0254 μm 가 된다.

 

Metal or Semi-metal Gasket에서는 위의 2가지 가공 사양이 모두 적용되는데 Serration은 Leak 방지를, Roughness는 Gasket 체결 시 밀림 방지를 그 주된 목적으로 하고 있다.

 

2) SiC (사포) 연마

녹 또는 산화 및 연소된 금속 표면의 제거, 용접부의 이 물질 또는 Overbead 제거 등 기자재의 제작 과정 중 수많은 연마 공정을 필요로 하게 된다.  이 연마의 결과로 나타나는 표면의 거칠기 상태는 연마 Paper의 거칠기 번호로 가장 우수한 표면 상태로 표현된다.  반사도를 나타내는 Buffing과 약간 차이가 나는 표현이다.

 

3) Buffing

표면 거칠기의 상태에 따라 비친 빛의 상태는 난반사의 정도를 달리하게 되어 비치는 사믈의 반사도를 달리하게 된다.  이때 그 비치는 반사도의 정도에 따라 등급을 부여한 것이 Buffing이며 AISI(미국철강협회)의 규정이 가장 보편적인 기준이 되고 있다. #100 grade이면 사물의 형체가 어렴풋이 비치고 #400이면 준 거울 수준이라 할 수 있다.

 

4) Electro-Polisling (전해연마)

주로 Buffing한 표면 위에 그 광휘도를 더욱 향상시키거나 거칠기를 더욱 완만하게 하여 마찰계수를 줄이기 위해 연마 용액 (산 또는 알칼리액)내에서 표면의 뽀족한 산을 부식시키는 작업을 말한다.  주로 Power handling system 이나 반도체 소재의 원료 이송 및 저장 설비에 적용된다.

 

(13) Flooring

Grating	Non-Slip Panel	Checkered Plate (무늬강판)
1. 물빠짐, 통풍, 및 채광이 아주 잘됨. 2. 산업 안전 사고 방지를 위한 미끄럼 방지 효과가 단일 방향만 우수함. 3. 시공성(연결 및 개구부)이 매우 양호함. 4. 고공에서 공포감을 준다.	1. 산업 안전 사고 방지를 위한 미끄럼 방지 효과가 어느 방향에서도 우수함 2. 고공에서 공포감을 거의 주지 않는다. 3. 물 빠짐, 통풍 및 채광이 비교적 잘된다. 4. 개구부와 보강재 시공에 유의해야 한다. 5. 디자인의 다양화로 용도 선택의 폭이 넓다.	1. 시공성이 매우 좋다. 2. 용도 변경이 쉽고 보수가 간단하다. 3. 눈, 비에 노출된 옥외의 경우 미끄럼에 대한 안전 사고의 위험이 높다. 3. 전 용접 연결부의 경우 액체 위험물의 누수방지 효과가 있다.

(14) Insulation (보온, 보냉제)

1) Insulation 종류는 다음과 같은 3 가지 종류가 있으며 적용 기준은 일반적으로 다음과 같다.

종  류	대표적 재질	목적 및 온도조건	비    고
Cold Insulation	1.  Celluar Glass(CG) 2.  Polyurethane(PU) 3.  Treated Wood(TW)	보냉 12 ℃ 이하	1.  P/U은 화재 위험이 있어 사용을 억제함. 2.  T/W는 극저온 조건에서 CLIP/SUPT에 적용함
Hot Insulation	1. Perlite 2. Calcium Silicate 3. Rock Wool	보온 60 ℃ 이하	다공성 저밀도 내방습성 특징을 요구함
P.P (Personal Protection)	1. Perlite 2. Rock Wool 3. Fence	작업원 보호 12 ~ 60℃	P.P는 표면온도를 약 50도 이하로 유지하거나 기기 접근을 방지함

 

 

2 . System & Process

 

(1) Pump Around

Distillation Tower 등에는 Top 부터 Bottom까지 여러 단계의 Temperature Profile을 요구하게 된다. 그러나 Tower Side 한곳에서 부터  Heating되어 들어오는 열원은 Tower내부에서 여러 단계의 Temperature Profile을 만들기에는 한계가 있게 된다. 따라서 적정한 위치에서 열원을 빼어내어 그 단계에서의 적정 온도를 유지할 수 있는 Around System이 필요하게 된다. 대개 Tray 2-3 단계의 사이를 Recycle 하면서 열원만 바깥으로 빼내는 Loop System으로서 Distillation Tower에서는 2-3개의 Pump Around 가 구성된다.

여러 단계의 Temperature Profile이 요구되지 않는 Stabilizer 등에는 사용되지 않는다.

 

(2) 인화점(Flash Point) :  연료의 인화점이란 연료가 가열되어 생긴 중기와 공기의 혼합개스에 불꽃이 닿았을 때 인화되는 온도이며 연료 취급상 제일 중요한 항목이고 너무 낮으면 화재의 위험이 있다.  인화점이 낮은 연료란 가솔린과 같이 휘발성 및 폭발성이 큰 연료를 말한다.

 

(3) 점도 (Viscosity) : 이론적으로 일정한 온도에서 일정한 부피의 시료가 표준 규격의 작은 구멍을 흘러나가는데 걸리는 시간을 측정하는 것이며 연료의 펌핑, 연료를 분사시키는 운전에 큰 영향을 미친다.  고점도의 연료란 연료가 끈적끈적하여 분무가 잘되지 않으며 분사시 방울의 크기가 크며, 안개같이 분사되지도 않는다.

 

(4) 운점 (Cloud Point) : 기온이 낮아지면 기름 중에 포함된 왁스(Wax) 성분이 침전하여 기름이 구름이 낀 것과 같은 뿌연 색깔을 나타내기 시작하는 온도를 말하는 것으로 왁스가 석출되면 연료 파이프나 여과기를 막히게 하여 엔진을 멈추게 하거나 기능을 저하시킨다.

 

(5) 유동점 (Pour Point) : 기온이 더욱 낮아지면 운점(Cloud Point)를 지나 더욱 낮은 온도에서는 기름에 흐름이 없는, 흔들어도 움직이지 않기 시작하는 온도를 말하며 이것은 연료가 펌핑될 수 있는 최저온도로 유동점 이하의 온도에서는 연료를 사용할 수가 없다.  일반적으로 유동점은 운점보다 5-10℃ 정도 더 낮다.

 

(6) 안정성 (Stability) : 연료(방카-씨 유분)는 공장에서 출하되면 공기와 접하게 되는데 크래킹등 분해공정으로 만들어진 연료 성분에는 불포화 탄화수소 화합물이 많아서 저장시 공기와 접촉하여 검 및 침전물을 형성할 수 있는데 이런 검 및 침전물은 여과기 구멍을 막히게 하며, 연소실에 침전물을 형성 시키므로 연료의 질을 나쁘게 한다.  즉 이러한 침전물이 많은 기름은 안정성이 나쁘다고 한다.

 

(7) 잔류탄소 (Residue Carbon) : 연료유의 코크가 생기는 성질을 말하며 규정된 조건하에서 연료유가 연소하고 남는 재난 금속성 물질의 잔류물을 측정하는 시험이기도 하다.

 

(8) 옥탄가 (Octane Number) : 휘발유의 품질에 있어 옥탄가는 가장 중요한 것으로 옥탄가란 연료가 녹킹(Knocking) 하지 않는 정도를 상대적인 숫자로 표시한 것이며, Knocking란 자동차 연소기관의 분사, 점화, 폭발하는 과정에서 피스톤의 상사점 이전에서 점화하기도 전에 폭발하여 조기점화를 유발시켜 피스톤이나 다른 기관에 영향을 주며 엔진을 마모시킨다.  옥탄가 측정시험에 사용하게 되어있는 표준 연료로는 Iso-Octane (옥탄가 100)과 n-Heptane (옥탄가 0)을 필요한 비율로 혼합하여 사용하며 측정법에는 대표적으로 RON(Research Octane Number)와 MON(Motor Octane Number)가 있다.

 

(9) 바렐 (Barrel) : 미국 석유산업에서 석유의 계량시 사용되는 표준규격으로 1바렐은 42갤론(Gallon) 또는 159리터에 해당하는 양이며 원래 미국서부에서 기름 운반시 운반할 통이 없어 술통에 넣었는데 (흔히 서부영화에서 보는 술통)이 술통의 양이 1바렐이었다고 함.

 

(10) 촉매 (Catalyst) : 자기자신은 그 고유의 성질이 변하지 않으면서 어떤 화학반응을 촉진시키는 역활을 하는 물질을 일반적으로 촉매라 하며 우리 일상 용어 중 중매쟁이의 역활과 같다.

 

(11) 닥터 테스트(Doctor Test) : 우리공장에서 메록스(Merox) 공정을 거친 Kerosene 이나 Naphtha에 멀캡탄이 있나 없나를 시험하는 방법으로 시료를 채취하여 닥터용액에 섞어서 흔들어 보면 검은색으로 변할 경우가 있는데 이것은 아직도 멀캡탄 성분이 남아 있는 것으로 Positive (양성) 라고 하며 제품이 불합격 상태이고 변하지 않을 경우 Negative (음성)라하며 멀캡탄이 거의 전환 또는 제거됐음을 의미한다.

 

(12) Weathering (95% 증류점) : 개방된 용기에 엘피지 같은 가벼운 성분을 넣고 대기온도 상에서 증류하는 시험법으로 95%가 증기가 되어 날아갔을 때의 온도를 읽는 것으로, 엘피지등에 펜탄 같은 성분이 얼마나 들어 있나를 시험하는 방법이다.

 

(13) 증기압 (Vapor Pressure) : 엘피지, 가솔린과 같은 경질탄화수소의 운반의 안정성, 저장탱크의 선정등에 중요한 척도가 되는 것으로 제품 중에 가벼운 성분이 얼마나 들어있나를 시험하는 방법으로 석유제품에서는 RVP (Reid Vapor Pressure)로 나타내는데 100℉에서 증기가 발생하여 나타내는 압력이다.

( Reid는 사람이름)

 

(14) 연점 (Smoke Point) : 등유의 성능평가에 해당하는 시험방법으로 그을음이 생기지 않고 얻을 수 있는 제일 높은 불꽃의 길이를 연점이라고 하는데 연점은 Paraffine 성분이 많을수록 크고 나프텐, 방향족 화합물이 많을수록 작아진다.

 

(15) Cetane 가 : 휘발유의 성능평가를 옥탄가로 하듯이 디젤(경유)의 성능평가는 세탄가(Cetane Number)로 표시하는데 세탄가란 디젤의 점화지연 정도를 엔진으로 측정하여 표시한 수치로서 세탄가가 크다는 것은 점화지연 시간이 짧아 연소시의 소음을 줄일뿐더러 연소를 조절하여 엔진의 효율 및 출력을 증가시키며 추운날씨에도 시동하기 쉽다.  세탄가 측정에 이용되는 2가지 연료가 있는데 점화가 잘 되는 n-Cetane의 세탄가를 100으로 하고 점화가 잘 안되는 알파-메틸나프탈렌의 세탄가를 0으로 정하였다.

 

(16) API 비중 : 비중이란 어떤 물질의 밀도 또는 단위 부피당의 무게인데 제품의 무게를 부피로 또는 부피를 무게로 환산키 위해서 필요한 것으로 API 비중이란 정수로 표시하기 위한 임의의 숫자로 American Petroleum Institute(미국석유협회)의 약자로 API로 표시된 숫자가 클수록 가벼운 기름이고 숫자가 작을수록 무거운 기름이다.

 

	141.5
API 비중 =	비중(Specific Gravity at 60℉/60℉ 물)	- 131.5

 

(17) 동판부식시험(Cu-Strip) : LPG 및 솔벤트와 같은 경질탄화수소 속에 포함된 황화물을 검출 및 측정하기 위해서 구리판을 일정시간 동안 엘피지등과 접촉시켜 부식되는 정도를 나타내는 시험이다.

 

(18) Vapor와 Gas의 차이

   Vapor: 응축되면 Liquid나 Solid가 되는 기체

   Gas: 응축될 수 없는 기체

 

(19) Pipe 와 Tube의 차이

   Pipe: Mass transfer, Nor. 경 기준 (12” 까지), OD 기준 (14”이상), Fitting 재와 호환

   Tube: Heat transfer, OD기준, Fitting 재와 호환 안됨