압력관로

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이 게시글은 마지막으로 liuquan1100에 의해 2017-12-15 16:36에 수정되었습니다. 주요 내용은 다음과 같습니다:
1. 파이프라인의 개념
2. 압력 파이프라인의 개념
3. 압력 파이프라인의 안전 감독 범위
4. 압력 파이프라인의 특징
5. 압력 파이프라인의 구조적 요구사항
6. 압력 파이프라인의 분류 및 등급
7. 압력 파이프라인이 고장나는 원인
8. 압력 파이프라인의 손상 특징
9. 압력 파이프라인 사고의 예방 및 보고 방법
10. 파이프라인 시스템의 안전 규정
1. 파이프라인의 개념
**표준인 《산업용 금속 파이프라인 설계 규범》GB50316-2000**에 따르면, 파이프라인은 파이프라인 구성 요소들과 지지대 등으로 구성되어 있으며, 유체의 이동, 분배, 혼합, 분리, 배출, 측정 또는 제어를 위해 사용됩니다. **표준인 《산업용 금속 파이프라인 공사 시공 및 검수 규범》GB50235-97에 따르면, 이는 파이프라인의 구성 요소들과 지지 부품들로 구성된 것으로, 유체의 전달, 분배, 혼합, 분리, 배출, 측정, 제어 및 흐름 차단을 위해 사용되는 파이프, 파이프 부품, 플랜지, 볼트 연결부, 가스켓, 밸브 등과 같은 다양한 구성 요소들의 집합체를 의미합니다. 유체와 설계 조건에 따라 분류된 여러 개의 파이프가 연결된 집합을 “파이프 시스템” 또는 “배관계”라고 합니다. 위의 정의에는 두 가지 의미가 포함됩니다: (A) 파이프라인의 기능: 유체의 이동을 전달하거나, 분배하거나, 혼합하거나, 분리하거나, 배출하거나, 측정하거나, 제어하거나, 막는 데 사용됩니다. 1) 유체: 일부 표준에서는 매질이라고 함.유체는 상태나 성질에 따라 분류될 수 있다. a) 상태별 분류: 기체； 액체； 액화가스: 특정 압력 하에서 액체 상태로 존재하는 가스를 말합니다； 페이스트: 가연성, 폭발성, 독성 및 부식성을 가진 페이스트 형태의 매체를 말합니다. b) 성질에 따른 분류: 화재 위험성；가연성 매체가 화재를 일으킬 수 있는 위험성을 말하며, 가연성 기체, 액화기체, 가연성 액체로 나뉩니다.갑, 을, 병의 세 가지 종류가 있습니다. 폭발성；공기와 혼합될 경우 폭발할 수 있는 가연성 물질, 또는 고온·고압 상태에서 폭발을 일으킬 수 있는 비가연성 물질. 독성；GB5044 기준에 따라 분류됩니다.극독(극도로 위험)과 유독(고도로 위험, 중독 위험 및 경미한 위험)의 두 가지 범주에 네 가지 등급이 있습니다. 부식성.인체 조직을 화상시키고 파이프 재료에 손상을 줄 수 있는 물질을 말합니다. 2) 유체 전달: 외부의 동력(압축기, 펌프와 같은 유체 전달 장비가 제공하는 운동 에너지) 또는 유체 자체의 구동력(매질 자체의 압력 등)에 의해 파이프라인의 시작점에 있는 유체를 종점까지 전달한다. 3) 유체 분배: 파이프라인의 지류이용관을 통해 유체를 설계에서 정한 여러 예정된 장비나 사용자에게 분배한다. 4) 혼합 유체: 파이프라인 내에서 서로 다른 지륜에서 오는 유체들을 혼합하는 것으로, 희석 등이 이에 해당한다. 5) 유체 분리: 파이프 내부에 있는 서로 다른 상태의 유체를 지륜을 통해 분리하는 것으로, 기체와 액체의 분리, 오일과 물의 분리 등이 있습니다. 6) 유체 배출: 파이프 내부의 유체를 지륜을 통해 배출하는 것으로, 과압 방출이나 분리된 유체의 배출 등이 있다. 7) 유체 측정: 파이프라인 시스템에 설치된 측정 기기를 통해 운반되거나 분배되는 유체의 유량, 압력, 온도, 점도 등을 측정합니다. 8) 유체 제어: 파이프라인 시스템에 설치된 제어 부품을 통해 파이프 내 유체의 흐름을 제어하며, 예를 들어 압력 조절, 온도 강하, 유체 분배 및 차단 등이 있다. (B) 파이프라인의 구성: 파이프라인 부품, 파이프라인 지지/걸이 장치(파이프라인 지지 부품) 등으로 구성되며, 파이프, 파이프 부속품, 플랜지, 볼트 연결부, 가스켓, 밸브, 그 밖의 부품들 또는 압력을 받는 부품들과 지지 부품들이 조합된 전체 구조입니다. 1) 파이프 구성 부품: 파이프를 연결하거나 조립하는 데 사용되는 부품으로, 파이프, 파이프 부속품, 플랜지, 가스켓, 체결 부품, 밸브 및 파이프용 특수 부품을 포함한다.소위 파이프라인 특수 부품이란, 일반적인 표준 구성 부품이 아닌 것을 말합니다.공학적 설계 조건에 맞게 특별히 제작된 파이프라인 부품으로, 팽창조인트, 특수 밸브, 폭발판, 소화기, 필터, 유연 연결부 및 호스 등이 포함됩니다. 2) 파이프 지지·천장장치: 파이프를 지지하거나 파이프의 이동을 제한하는 다양한 구조물을 총칭하는 것으로, 토목 구조는 포함하지 않음.고정 브라켓, 슬라이딩 브라켓, 강성 훅, 가이드 브라켓, 리미트 브라켓, 스프링 지지 브라켓 등이 있습니다.**표준 GB50235-97 《산업용 금속 파이프라인 공사 시공 및 검수 규범》에서도 파이프 지지 부품이라고 불리며, 파이프 설치 부품과 부착 부품을 포함합니다. a) 파이프 설치 부품: 파이프나 파이프 부속품에 가해지는 하중을 지지 구조물이나 장비로 전달하는 부품으로, 천장 매달이기용 봉, 스프링형 지지대, 비스듬한 잡아당기는 봉, 균형 추, 조절 나사, 지지봉, 체인, 가이드 레일, 고정 부품, 안장형 부품, 패드, 롤러, 받침대 및 슬라이딩 지지대 등이 포함됩니다. b) 부착부품: 용접, 볼트 연결 또는 클램핑 방식으로 파이프에 부착되는 부품으로, 파이프 걸이, 걸이(지지) 귀, 고리, 클립, 리프팅 클램프, 체결 클램프 및 스커트형 파이프 베이스 등이 포함됩니다. 파이프라인 구성 부품과 지지 부품도 우리나라의 현행 압력배관 규정에서는 압력배관 부품이라고 통칭됩니다. 二、압력관의 개념 압력관은 관의 일부입니다.광의로 이해하면, 소위 압력 파이프라인이란 그 내부에 있는 매질이 무엇이든 상관없이 내압이나 외압을 받는 모든 파이프라인을 의미해야 한다.그러나 우리나라에서 《압력배관 안전관리 및 감독 규정》이 제정된 이후로, “압력배관”은 감독 대상이 되는 배관을 지칭하는 전용 용어가 되었습니다.《압력관의 안전 관리 및 감독에 관한 규정》 제2조에서는 압력관을 “생산이나 생활에서 사용될 때 화재나 폭발, 중독과 같은 위험을 초래할 수 있는 특수한 장비”로 정의하고 있습니다. 또한, 국무원이 2003년 6월 1일에 제정하여 시행한 《특수장비 안전 감독 조례》에서는 압력관을 “일정한 압력을 이용하여 가스나 액체를 운반하는 관형 장비”로 더욱 명확하게 정의하고 있습니다. 여기서 말하는 압력관은 최대 작동 압력이 0.1MPa(표압) 이상인 가스, 액화가스, 증기 등의 매체, 혹은 가연성, 폭발성, 독성, 부식성이 있는 액체 매체를 운반하는 관으로, 그 명목 직경이 25mm 이상인 것을 의미합니다.즉, 현재 말하는 “압력관”이란 관 내부나 외부에 압력이 가해지는 것뿐만 아니라, 그 안에서 운반되는 매체가 “가스, 액화가스 및 증기” 또는 “화재·폭발·중독·부식을 일으킬 수 있는 액체”인 경우를 의미합니다.여기서 말하는 가연성, 독성 또는 부식성이란 다음과 같은 의미를 가집니다: 매체의 가연·폭발성: 즉, 매체가 가연성과 폭발성을 지니고 있어 특정 조건 하에서 연소나 폭발을 일으켜 화재와 파괴를 초래할 수 있다는 것입니다.이러한 매체에는 화재 위험이 있는 가연성 가스, 액화 탄화수소, 가연성 액체와 같은 물질들이 포함되며, 증기, 표준 끓는점을 초과한 고온의 뜨거운 물, 압축 공기 및 기타 압축 가스와 같이 폭발을 일으키기 쉬운 고온 고압 매체도 포함됩니다.그중, 가연성 매체의 화재 위험성은 《석유화학기업 설계 방화 규범》GB50160과 《건축물 설계 방화 규범》GBJ16에 따라 갑, 을, 병의 세 등급으로 나뉩니다. 그중 가류 및 을류 가연성 기체와 공기의 혼합물의 폭발 하한치(부피비)는 각각 다음과 같이 규정됩니다: 가류 가연성 기체: ＜10%； B류 가연성 가스: ≥10%. 가류, 나류, 다류 가연성 액체의 분류는 표 1을 참조하십시오. 표 1 액화 탄화수소 및 가연성 액체의 화재 위험도 분류
분류명 | 특징
--- | ---
甲류 A | 15도에서의 증기압이 0.1MPa 이상인 탄화수소 계열의 액체 및 그와 유사한 액체들
甲류 B | 가연성 액체 중, 甲A에 해당하지 않는 것으로, 인화점이 28도 미만인 액체들
乙류 A | 가연성 액체로, 인화점이 28도 이상 45도 이하인 액체들
乙류 B | 가연성 액체로, 인화점이 45도를 초과하여 60도 미만인 액체들
丙류 A | 가연성 액체로, 인화점이 60°C 이상 120°C 이하인 액체들
丙류 B | 가연성 액체로, 인화점이 120°C를 초과하는 액체들
참고: 인화점이 45°C 미만인 액체는 가연성 액체로 분류됩니다；환경 온도보다 발화점이 낮은 액체를 가연성 액체라고 합니다. GBJ16의 규정에 따르면, Class A 화재 위험성을 가진 가연성 물질(또는 생산 공정)으로는 상온에서 스스로 분해되거나 공기 중에서 산화되어 자연 발화나 폭발을 일으킬 수 있는 물질들도 포함됩니다；상온에서 물이나 증기의 작용을 받아 가스가 발생하여 화재나 폭발을 일으키는 물질；산에 닿거나, 열을 받거나, 충격을 받거나, 마찰이 생기거나, 촉매 작용을 하거나, 유기물이나 황과 같은 가연성 무기물과 접촉하면 매우 쉽게 화재나 폭발을 일으키는 강력한 산화제입니다；충격, 마찰 또는 산화제, 유기물과의 접촉 시 연소나 폭발을 일으킬 수 있는 물질；그리고 밀폐된 설비 내에서, 물질 자체의 자연 발화점에 도달하거나 그 이상인 온도에서 이루어지는 생산 과정입니다.제2류 화재 위험성을 가진 물질이란, 제1류 화재 위험성에 해당하지 않는 산화제와 화학적으로 인화성이 있는 고체, 그리고 연소를 촉진하는 가스를 말합니다. (B) 매체의 독성: 즉, 매체가 사람을 중독시키는 특성을 가짐. 이러한 물질들이 사람의 몸에 들어가거나 피부와 접촉하면, 인체에 해를 끼치거나 심지어 사망에 이를 수 있습니다.《직업적 독성 물질 노출에 따른 위험도 등급 분류》 GB5044의 규정에 따르면, 독성 물질은 급성 독성, 급성 중독 발생 정도, 만성 중독 발병 정도, 만성 중독으로 인한 후유증, 발암성, 그리고 최대 허용 농도 등 6가지 지표를 기준으로 판단됩니다. 이를 바탕으로 극도로 위험한 수준, 매우 위험한 수준, 중간 정도의 위험 수준, 그리고 경미한 위험 수준의 네 가지 등급으로 나뉩니다. 극도로 위험한 물질은 때때로 “극독성 물질”이라고도 불리며, 고위험, 중위험, 저위험 물질들은 모두 “유독성 물질”이라고 합니다.극독성 매체(유체)에 대해 우리나라의 **표준인 《산업용 금속 파이프라인 공사 시공 및 검수 규범》GB50235-97에서는 다음과 같이 정의하고 있습니다. 즉, 이러한 물질이 극소량이라도 환경으로 유출되어 사람이 흡입하거나 신체와 접촉할 경우, 신속하게 치료를 받더라도 인체에 심각하고 치료가 어려운 손상을 입힐 수 있는 물질을 말합니다.현행 **표준인 《직업적 독성물질 노출 위험도 등급》GB5044의 I등급 위험도(극도로 위험한 수준)에 해당하는 독성물질입니다.이에 따라 극독 매체는 극도로 위험한 매체로 이해할 수 있다.표준에서 유독성 물질이란, 이러한 물질들이 환경으로 유출되어 사람이 흡입하거나 신체와 접촉할 경우, 적시에 치료를 받으면 회복하기 어려운 해를 인체에 입히지 않는 것을 말합니다. 하지만 독성 정도가 같은 독물이라도, 구체적으로 어떻게 대처할 것인지에 있어서는 업계마다 차이가 있습니다.벤젠은 『직업적 노출 독성물질의 위험도 등급 분류』 GB5044에서 극도로 위험한 물질로 분류되며, 『압력관리 안전 및 감독 규정』의 설명에서도 극도로 위험한 물질의 예로 언급됩니다.또한 SH3501-2002인 『석유화학 산업의 유독하고 가연성이 있는 매체를 위한 파이프라인 공사 및 검수 규범』에 명시된 파이프라인 등급 분류에서는 벤젠도 고도로 위험한 매체와 동일하게 취급됩니다.SHB 등급에 포함됨.반면, 아크릴로니트릴, 포스겐, 이황화탄소, 수소불화물과 같은 4종의 고도로 위험한 물질들은 SH3501-2002 기준에 따라 극도로 위험한 물질들과 동일하게 취급되어 SHA 등급의 파이프라인에 포함됩니다.이는 시공 품질 기준과 사용 중인 파이프라인의 검사 요구사항에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 구체적인 공사 시 허가 등급을 결정하는 데에도 영향을 줍니다.벤젠이 포함된 매체를 다루는 파이프라인 설치 작업을 할 경우, 벤젠이 극도로 위험한 매체로 간주된다면, 시공업체는 GC 1등급의 설치 허가증을 소지해야 합니다. 반면, 벤젠이 고위험 매체로 분류될 경우에는, 필요한 허가 등급은 파이프라인의 설계 압력과 설계 온도에 따라 결정됩니다. 이 문제에 대한 이해는 독성 물질의 위험도 등급 분류 원칙을 통해 설명할 수 있습니다. **표준인 《직업적 독성 물질 노출에 따른 위험도 등급 분류》GB5044-85에서는 특정 독성 물질들의 등급을, 특정 산업 분야에서 흔히 접촉되는 56종의 독성 물질들의 위험도 등급을 나열함으로써 표현합니다.**그러나 이 기준은 동시에 다음과 같이 명시하고 있습니다. 즉, 동일한 독성 물질에 노출되는 다른 산업 분야들(이 기준의 표 2에 명시되어 있지 않은 분야들)의 위험도는, 작업장 내의 독성 물질 농도, 중독 발생률, 그리고 노출 시간의 길이를 고려하여 등급을 정할 수 있다는 것입니다.작업장의 공기 중 독성 물질의 농도가 TJ36—79「산업체 설계 위생 기준」에 명시된 최대 허용 농도를 지속적으로 초과하는 경우라도, 질병 발생률이나 증상 발생률이 해당 등급 기준의 수치보다 낮다면, 한 등급 낮출 수 있다.따라서 각각의 구체적인 물질에 있어서는, **표준과 전문 표준이 위험 등급을 분류할 때 차이가 있는 것은 당연한 일입니다.발암성과 공기 중 허용 최대 농도를 제외하고는, 나머지 네 가지 지표는 모두 생산 과정과 운영 특성과 관련이 있기 때문입니다.석유, 화학공업, 석유화학공업과 같이 파이프라인을 통해 물질을 운반하는 생산 과정에서는 유독 물질들이 지속적이고 밀폐된 상태로 이동합니다. 그로 인한 위험 정도는 사고로 인해 독성 물질이 인체에 닿거나, 반복적인 누출로 인해 직업성 만성 질환이 발생할 가능성에 따라 결정되며, 일반적으로 개방형 생산 과정에 비해 낮습니다.따라서 압력관 파이프라인을 설계할 때 독성 물질의 위험 등급을 구체적으로 결정할 때는 주로 작업장 내 공기 중의 독성 물질 농도, 중독 발생률, 그리고 노출 시간의 길이를 기준으로 삼아야 합니다. 위에서 언급된 독성 물질의 위험도 등급 기준 중, 작업장 내 공기 중의 독성 물질에 대한 최대 허용 농도는 다음과 같습니다: 극도로 위험한 경우: 최대 허용 농도는 0.1 mg/m3 미만입니다； 극도로 위험함: 최대 허용 농도는 0.1 mg/m3 ~ 1.0 mg/m3입니다. 《공업기업 설계 위생 기준》(TJ36—79)의 규정에 따르면, 벤젠, 아크릴로니트릴, 포스겐, 이황화탄소, 플루오린화수소와 같은 5가지 유해 물질의 작업장 내 공기 및 주거 지역의 대기 중에서 허용되는 최대 농도는 표 2에 나와 있습니다.
**표 2. 몇 가지 유해 물질의 허용되는 최대 농도**
| 유해 물질명 | 벤젠 | 아크릴로니트릴 | 포스겐 | 이황화탄소 | 플루오린화수소 |
|--------------|-------|----------------|--------|------------|---------------|
| 작업장 내 공기 허용 농도 (mg/m³) | 40.0 | 2.0 | 0.5 | 10.0 | 1.0 |
| 주거 지역 대기 허용 농도 (일평균 mg/m³) | 0.8 | 0.05 | —— | 0.04 (단회) | 0.007 (단회 0.02) |

표 2를 보면, 벤젠의 작업장 내 공기 중 허용되는 최대 농도는 극도로 위험한 물질들의 농도보다 훨씬 높습니다.동시에, 산업 생산 과정에서의 파이프라인을 통한 물질 전달의 연속성과 밀폐성이라는 특성, 그리고 벤젠이 작업자와 접촉하는 시간의 길이와 중독 발생률을 고려할 때, 벤젠도 극도로 위험한 물질로 분류되어서는 안 됩니다.따라서 실제 작업에서 매체의 독성 정도를 판단할 때는 설계 문서에 명시된 독성 물질의 특성이나, 설계 문서에 규정된 시공 검수 기준을 준거로 삼아야 합니다. 또한, 노출 시간의 길이와 관련하여 우리나라에는 아직 관련 기준이 마련되어 있지 않습니다. 이 경우 미국 **산업위생전문가위원회(ACGIH)가 권장하는 세 가지 노출 한계값을 참고할 수 있습니다: 1) 정상적인 8시간 근무일 또는 40시간 근무주 기준으로 산출된 가중평균 한계값을 기준으로 하며, 이 농도에서 반복적인 노출이라도 모든 사람들에게 부정적인 영향을 미치지 않습니다； 2) 단시간 노출(매회 15분을 초과하지 않고, 하루에 4회를 초과하지 않으며, 매 회차 간격은 1시간 이상)의 시간 가중 평균 한계치를 지표로 하여, 이 농도에서는 사람이 단기간에 연속적으로 노출되어도 자극 작용이나 만성적·불가역적인 조직병리학적 변화를 일으키지 않으며, **예기치 못한 부상이 증가하거나 자기구조 능력이 저하되거나 업무 효율이 현저히 떨어지는 등의 문제가 발생하지 않는다； 3) 상한값이란 순간적으로도 초과해서는 안 되는 최고 농도를 말합니다. (C) 매체의 부식성: 인체 조직을 화상시키고 파이프라인 재료에 손상을 입힐 수 있는 물질을 말하며, 산, 염기 및 수소, 황화수소와 같이 재료에 손상을 일으킬 수 있는 기타 유체가 여기에 해당한다. 삼. 압력배관의 안전감독 대상 범위 『압력배관 안전관리 및 감독 규정』에 따르면, 안전감독 대상이 되는 압력배관이란 다음과 같은 조건 중 하나를 충족하는 압력배관 및 그 부속 설비, 안전보호장치 등을 말합니다. 1) 독성 정도가 극도로 위험한 매체로, 압력, 온도 및 상태와 무관함； 2) 화재 위험성이 가, 나류인 매체로, 압력, 온도 및 상태와 무관함； 3) 최고 작동 압력이 0.1 MPa 이상인 기체, 증기, 액화가스 매체로서, 그 특성 및 온도는 명시되어 있지 않으나, 『압력관리 안전 및 감독 규정』에 따라 감독 대상에서 제외되는 경우는 예외로 한다. 4) 최고 작동 압력이 0.1 MPa 이상인, 가연성이 있거나 폭발성이 있거나 독성이 있거나 부식성이 있는 매체, 또는 최고 작동 온도가 표준 끓는점 이상인 액체 매체. 《압력배관 안전관리 및 감독 규정》에 따르면, 다음 네 가지 유형의 배관은 감독 대상에서 제외됩니다: a) 장비 본체에 속하는 배관. b) **장비, 교통수단 및 핵장치의 파이프라인. c) 독성이 없고, 가연성이 없으며, 부식성도 없는 기체가 흐르는 파이프로, 명목 직경이 150mm 미만이고 최대 작동 압력이 1.6 MPa 미만인 경우. 여기서 소위 압력관련 시설 및 안전보호장치의 정의는 다음과 같습니다: a) 부속시설은 주로 압력관에 사용되는 관련 장비, 지지대, 음극보호장치 등을 말합니다. b) 안전 보호 장치는 주로 과온, 과압 제어 장치와 경보 장치 등을 말합니다. 참고: 최근에 발표된 『압력배관 사용등록 관리 규칙』(시행)에서는 압력배관, 부대시설, 안전보호장치의 정의를 다음과 같이 명확히 하고 있습니다: a) 압력배관이란 배관 구성부품, 배관 지지부품, 안전보호장치, 부대시설 등으로 구성된 시스템을 말합니다.가스나 액체를 운반하는 데 사용되는 관형 장비； b) 부대 시설이란 음극 보호 장치, 압축기 스테이션, 펌프 스테이션, 밸브 스테이션, 압력 조절 스테이션, 모니터링 시스템 등을 말한다； c) 안전 보호 장치란 압력 파이프라인에 연결된 안전밸브, 압력계, 폭발판, 긴급 차단밸브 등을 말한다. IV. 압력 파이프라인의 특징
유체를 전달하거나, 분배하거나, 혼합하거나, 분리하거나, 배출하거나, 유량을 측정하거나 유체의 흐름을 제어하는 기능을 수행하기 위해서는, 파이프라인 시스템은 반드시 해당하는 동력 장비, 반응 장비, 저장 장비, 분리 장비, 열교환 장비, 제어 장비 등과 연결되어 하나의 시스템을 형성해야 합니다. 이를 통해 파이프 내의 유체가 일정한 압력과 온도, 유량을 유지하며, 설계된 목적을 달성할 수 있습니다.동시에, 다양한 종류의 압력관은 재료, 구조, 설치 방식이 서로 다르기 때문에 그 특성도 각기 다릅니다: (A) 산업용 파이프라인의 특징 1) 수량이 많고, 파이프라인 시스템의 규모가 크며, 공장 내에서 파이프들이 복잡하게 얽혀 있습니다； 2) 파이프라인 구성 부품과 지지 부품의 재질, 종류, 규격이 복잡하며, 품질의 균일성이 낮음； 3) 가동 과정은 생산 과정의 변동에 영향을 받으며, 열팽창과 수축, 교번 하중, 온도 및 압력 변동 등과 같이 가동 조건이 다양하게 변화한다； 4) 부식과 파괴의 기전이 복잡하며, 재료의 고장 형태가 다양하다. (B) 장거리 송유관 및 공용관의 특징 1) 파이프라인의 설치 길이가 길고, 통과하는 지역이 많으며, 지형과 지질이 복잡함； 2) 지중 배선이 많아 결함 검출이 어렵다； 3) 사고로 인한 손상을 받기 쉽다. 다섯, 압력관의 구조적 요구사항
압력관은 운반되는 유체가 독성이 있거나 폭발성, 부식성을 가지고 있으며, 고온, 고압, 저온과 같은 특수한 작동 조건도 존재하기 때문에 상당히 위험한 특성을 지닙니다.따라서 압력 파이프라인 시스템의 구조는 다음과 같은 조건을 갖추어야 합니다: 내압 강도: 파이프 내부의 유체가 파이프에 가하는 압력(내압 또는 외압), 온도로 인해 발생하는 응력, 그리고 크리프나 피로와 같은 장기적이고 반복적인 영향들을 견뎌낼 수 있어야 합니다； 밀폐성: 파이프 내부를 흐르는 유체가 파이프 외부 공간이나 다른 유체로 누출되는 것을 방지함； 내식성: 파이프 내부의 유체가 파이프 재료를 부식시키는 것을 견딜 수 있음.파이프 재료의 내식성 등급은 연간 부식 속도를 기준으로 4단계로 나뉩니다: 우수한 내식성 ≤ 0.05mm； 내식성 > 0.05～0.1mm； 아직 내식성은 0.1～0.5mm입니다； 내식성 미달 >0.5mm； 유연성: 파이프의 유연성은 파이프가 변형되기 쉬운 정도를 나타내는 물리적 개념입니다.파이프라인이 설계 조건 하에서 작동할 때, 열팽창과 수축, 단부의 추가적인 변위, 파이프라인 지지대의 부적절한 설치 등의 원인으로 인해 과도한 응력이 발생하거나 변형, 누출, 손상이 일어나 정상적인 운전에 지장을 줄 수 있습니다.파이프의 유연성이란, 온도 변화로 인한 크기 변화나 기타 요인들로 생기는 변위를 파이프가 스스로 변형함으로써 흡수하여, 파이프에 가해지는 응력이 재료의 허용 응력 범위 내에 있도록 하는 성능을 말합니다. 위와 같은 조건을 충족시키기 위해, 파이프라인 시스템의 파이프 구성 요소들은 매체에 의한 부식에 견딜 수 있어야 하며, 설계된 온도에서 매체가 가하는 압력을 견딜 수 있는 재료로 만들어져야 합니다. 또한 적절한 벽두께와 밀봉 구조를 갖추고 있어야 합니다.동시에 전체 파이프라인 시스템에는 적절한 지지가 있어야 합니다. 일부 표준 규격에서는 “극심한 순환 조건”이라는 용어가 자주 등장합니다.《산업용 금속 파이프라인 설계 규범》GB50316-2000의 해석에 따르면, 극심한 순환 조건이란 파이프라인의 계산된 최대 변위 응력 범위가 허용되는 변위 응력 범위의 0.8배를 초과하거나, 등가 순환 횟수가 7000회 이상이거나, 혹은 설계상 동일한 효과를 유발하는 조건을 말합니다.소위 “변위 응력 범위”란, 파이프의 열팽창으로 인해 발생하는 변위로부터 계산된 응력을 말합니다.계산된 최대 변위 응력 범위는 가장 낮은 온도부터 가장 높은 온도까지의 전체 보상값을 기반으로 계산된 응력입니다.격렬한 순환 조건에서 작동하는 파이프라인을 설계할 때는, 파이프라인 구성 요소의 선정, 파이프 및 부속품의 최소 두께, 비파괴 검사에 대한 요구 사항 등에 있어 특별한 규정이 적용됩니다. 6. 압력관의 분류와 등급 지정
관은 용도가 매우 다양하며, 그 종류도 많습니다.서로 다른 분야에서 사용되는 파이프의 분류 방법도 각기 다릅니다.일반적으로 용도, 주요 재료, 설치 상태 및 전달 매체 등 파이프라인의 사용 특성에 따라 분류할 수 있습니다.구체적인 내용은 그림 1을 참조하십시오. 일반적인 규정, 표준, 규범에서는 설계, 시공 검수 및 사용 관리와 검사를 용이하게 하기 위해, 매체의 특성과 설계 파라미터에 따라 종합적인 분류·등급화 방법을 적용한다. 동시에 각 산업별의 설계 규범, 시공 검수 규범, 그리고 유지보수 및 검사 절차 사이에서는 파이프라인의 등급 또는 분류에 차이가 존재한다.예: **표준 《산업용 금속 파이프라인 설계 규범》GB50316에 따르면, 유체는 상태, 성질 및 설계 파라미터에 따라 A1, A2, B, C, D의 다섯 가지 범주로 분류됩니다.**A1류는 극독성 매체입니다；A2류는 유독성 매체이며, B류는 가연성 매체입니다；C류와 D류는 비가연성이며 무독성인 매체입니다. 여기서 설계 압력이 1MPa 이하이고, 설계 온도가 -29～186℃인 경우를 D류라고 합니다.화학공업, 석유화학공업, 전력 등의 산업 분야에서 적용되는 시공 및 검수 규격에 따르면, 파이프라인은 다음과 같이 등급 또는 분류됩니다. 화학공업 표준인 《화학공업용 금속 파이프라인 공사 시공 및 검수 규격》 HG20225—95에서는 유체의 특성과 설계 파라미터에 따라 A, B, C, D의 네 가지 등급으로 나뉩니다.기본적으로는 **표준과 동일하지만, 유독성 매체가 사용되는 파이프라인은 B등급 파이프라인으로 분류됩니다. 석유화학 산업 표준인 《석유화학 산업의 유독하거나 가연성이 있는 매체를 다루는 파이프라인 공사의 시공 및 검수 규범》 SH3501—2002는 유체의 특성과 설계 파라미터에 따라 SHA, SHB, SHC, SHD의 네 가지 등급으로 분류됩니다. 자세한 내용은 표 3을 참조하십시오. 표 3 SH3501-2001 파이프라인 등급 분류
파이프라인 등급 | 적용 범위
SHA (1) 독성이 극도로 위험한 물질을 운반하는 파이프라인(벤젠 파이프라인 제외)
(2) 독성이 매우 위험한 물질인 아크릴로니트릴, 포스겐, 이황화탄소, 수소불화물을 운반하는 파이프라인
(3) 설계 압력이 10.0MPa 이상인 파이프라인
SHB (1) 독성이 극도로 위험한 물질인 벤젠을 운반하는 파이프라인
(2) 독성이 매우 위험한 물질을 운반하는 파이프라인(아크릴로니트릴, 포스겐, 이황화탄소, 수소불화물 파이프라인 제외)
(3) Class A 및 Class B의 가연성 가스, 그리고 Class A와 Class B의 액화 탄화수소를 운반하는 파이프라인
SHC (1) 독성이 중간 정도나 경미한 물질을 운반하는 파이프라인
(2) Class B 및 Class C의 액체 연료를 운반하는 파이프라인
SHD 설계 온도가 -29℃ 미만인 저온 파이프라인

VII. 압력 파이프라인의 고장 원인
압력 파이프라인의 “고장”이란, 압력 파이프라인이 원래의 기능을 수행할 수 없는 상태를 말합니다. 이는 자연적인 고장과 비정상적인 고장으로 나눌 수 있습니다.압력 파이프라인은 내부에 있는 유체와 주변 환경의 영향을 받기 때문에, 피할 수 없게 온도와 압력의 변동, 부식, 진동, 그리고 재료의 금속학적 구조 변화와 같은 문제들이 발생합니다. 이러한 문제들은 재료의 성능과 연결 부위의 밀폐성에 영향을 미칩니다. 따라서 모든 파이프라인에는 일정한 사용 수명이 있으며, 자연적인 고장이란 바로 파이프라인이 그 사용 수명에 도달했을 때 발생하는 고장 현상을 말합니다.자연적인 고장은 정기적인 점검이나 고장 분석을 통해 사전에 관리함으로써, 사고가 발생하는 것을 방지할 수 있습니다.하지만 압력용관의 경우, 설계, 제조, 설치, 운영 과정에서 다양한 문제가 발생하여 비정상적인 고장이 일어나고, 이로 인해 갑작스러운 파손 사고가 발생할 수 있습니다.그 원인은 주로 다음과 같습니다: (A) 직원들의 역량이 부족하여 운영 절차를 위반하며 작업을 수행함으로써, 과압, 과온, 부식성 물질의 농도 초과, 압력 및 온도의 비정상적인 변동 등과 같은 운영 상황의 악화가 발생합니다； 압력과 온도의 사용은 압력 파이프라인의 설계, 자재 선정, 제작, 설치의 근거가 됩니다.작동 압력과 온도가 규정을 초과하면 파이프 벽의 응력 값이 증가하거나 재료의 기계적 성능이 저하됩니다. 특히 용접부, 플랜지, 엘보, 밸브, 이형관, 보상기와 같이 기하학적 구조가 불연속한 부분에서는 국부적인 응력과 최대 응력이 크게 증가하여 크리프 손상의 원인이 됩니다.너무 낮은 가동 온도는 재료의 인성을 저하시키고, 허용 가능한 임계 균열 크기를 줄여서 취성 파괴를 유발할 수 있습니다.과온 및 과압은 파이프 연결부의 누출을 유발하기도 합니다. 파이프라인은 다음과 같은 이유로 교번 하중이 발생합니다: 1) 매체를 간헐적으로 공급함에 따라 파이프라인에 반복적으로 압력이 가해지고 해제되며, 온도가 상승하고 하강합니다； 2) 가동 중 압력 변동이 큼； 3) 가동 중 온도가 주기적으로 변화하여, 관벽에 반복적인 온도 응력 변화가 발생함； 4) 기타 장비, 지지체의 교번 외력 및 강제 진동으로 인함. 반복적인 교번 하중의 작용으로 인해, 파이프는 피로 파괴가 일어납니다.주로 금속의 저주파 피로로, 스트레스가 크고 교번 주파수가 낮은 것이 특징입니다.기하학적 구조가 불연속한 곳과 용접부 근처에는 응력 집중이 발생하여, 재료의 항복 한계에 도달하거나 그를 초과할 수 있습니다.이러한 응력이 교대로 가해지고 제거될 경우, 가장 큰 응력을 받는 결정 입자가 소성 변형을 일으키고 점차 미세한 균열로 발전하게 됩니다.응력 주기가 변함에 따라 균열도 점차 확장되어 결국 파괴로 이어진다. 교번 하중은 또한 파이프라인의 구성 부품들과 용접부 내에 존재하는 기존의 결함이 확대되는 것을 유발하며, 파이프라인 연결부에서도 누수가 발생하게 합니다. (B) 설계, 제조, 시공에 결함이 존재하는데, 예를 들어 파이프의 유연성이 요구사항을 충족하지 못하거나, 재료 선정이 부적절하거나 잘못된 재료가 사용되었으며, 용접이나 금속 가공 과정에서 문제가 있거나, 용접이나 조립이 부적절하여 응력이 과도하게 발생하거나, 파이프 지지 시스템에 문제가 있는 경우 등이다； 파이프가 가동되기 전에 존재하던 원래의 결함은 재료의 저응력 취성 파괴를 유발합니다.매체와 환경의 손상, 부적절한 조작, 불충분한 유지보수 등의 원인으로 인해 재료의 성능이 악화되거나 재료가 손상되거나 파손될 수 있습니다. 또한, 파이프라인의 연결부에서 매체가 누출될 수도 있으며, 이로 인해 압력 파이프라인이 작동을 멈추고 화재, 폭발, 중독, 질식과 같은 인명 사고가 발생할 수 있습니다. (C) 점검 오류로 인해 파이프라인의 심각한 결함이나 손상이 발견되지 않거나, 과학적인 평가가 이루어지지 않은 경우, 또는 부적절한 점검 방법으로 인해 새로운 결함과 손상이 발생하는 경우 등； (D) 지진, 강풍, 홍수, 낙뢰 및 기타 기계적 손상과 인위적 파괴 등 외부 요인에 의한 피해. 압력관의 파괴 형태는 매우 다양합니다.파괴 시의 거시적 변형량에 따라 연성 파괴와 경성 파괴라는 두 가지 유형으로 나눌 수 있다.파괴 시 재료의 미시적 파단 메커니즘에 따라 인성 균열, 해리 균열, 결정계를 따른 균열, 피로 균열 등과 같은 형태로 나눌 수 있다.일반적으로 현장에서는 거시적 분류와 파괴 특성을 결합한 방법을 사용하여 분류하며, 연성 파괴, 경성 파괴, 부식 파괴, 피로 파괴, 크리프 파괴 등이 있다. (E) 부식에 의한 손상 압력관의 부식은 내부에 있는 물질과 외부 환경의 물질들이 유발하는 화학적 또는 전기화학적 작용으로 인해 발생하는 손상입니다.기계적인 요인 등의 공동 작용 결과도 포함됩니다.부적절한 조작은 매체 농도의 변화를 초래하여 부식 손상을 심화시킨다. 압력관의 부식 파괴 형태에는 전면 부식, 국부 부식, 응력 부식, 부식 피로, 수소 손상 등이 있습니다.그중 응력부식은 종종 전조증상 없이 갑자기 발생하기 때문에 그 위험성이 더욱 크다. 1) 전면 부식 전면 부식은 균일 부식이라고도 합니다.파이프의 넓은 면적에 걸쳐 거의 동일한 정도로 발생하는 부식입니다.파이프의 내부 표면은 주로 부식성 매체가 흐르면서 발생하는 부식을 겪으며, 파이프의 외부는 주로 대기에 의한 녹으로 인한 손상을 입습니다. 파이프의 전면적인 부식은 사용 조건의 악화로 인해 더욱 심해지는 경향이 있습니다.부식 매체의 성분, 수분 함량, 기상 또는 액상의 차이, 유속과 유동 상태, 입자 크기는 모두 파이프라인의 부식으로 인한 손상 정도에 영향을 미칩니다.부식성 물질의 함량이 기준을 초과하거나 원료의 품질이 저하되면 압력관에 해를 끼칠 수 있습니다. 대기 부식은 파이프라인 구성 부품의 외부를 손상시켜, 그 강도와 밀폐성에 영향을 미칩니다.제때에 점검하지 않으면 사고가 발생할 수도 있습니다. 2) 부분 부식 부분 부식은 파이프 재료의 특정 부위에서 발생하는 부식 현상입니다. 가) 점식 부식: 금속 표면의 특정 작은 부분에 집중되어 발생하는, 깊이가 상당한 부식으로, 구멍 부식이라고도 합니다.오스테나이트 스테인리스는 염화이온이나 브로민이온이 포함된 매체와 접촉할 때 가장 쉽게 점식부식이 발생합니다. b) 틈새 부식: 파이프라인을 통해 운반되는 매체가 전해질 용액일 경우, 파이프 내부 표면의 틈새 부분, 예를 들어 플랜지 가스켓 부위나 단면 용접 시 제대로 용접되지 않은 부분 등에서 틈새 부식이 발생합니다.틈새 부식은 주로 틈새 내부와 주변 용액 사이의 산소 농도나 금속 이온 농도에 차이가 있어 발생합니다. c) 오스테나이트 스테인리스강 용접부의 부식: ①결정간 부식: 결정간 부식은 부식이 결정 사이와 그 주변에 국한되는 반면, 결정 자체의 부식은 비교적 적은 형태의 부식입니다.부식 기전은 “크롬 결핍 이론”으로, 크롬이 부족한 결정간 영역이 활성화 상태에 있어 양극 역할을 하면서 결정 입자들과 함께 부식 전지를 형성하게 되며, 그 결과 결정 입자가 떨어져 나가거나 재료의 기계적 강도가 저하됩니다. ②δ-페라이트의 선택적 부식: 특정한 강한 부식성 매체에서는 오스테나이트 스테인리스강의 용접부에 있는 δ-페라이트 상이 부식되거나 σ상으로 분해되어 해면상 구조가 되면서 용접부가 손상됩니다. ③날부의 부식: Ni와 Ti로 안정화된 오스테나이트 스테인리스강에서 산화성 매체 내에서 발생하는 날 모양의 부식. 3) 응력부식 금속 재료가 인장응력과 특정 부식성 물질의 공동 작용으로 인해 발생하는 부식을 응력부식이라고 합니다.주로 용접, 냉간 가공 및 설치 시의 잔류 응력과 파이프 내부의 부식성 물질에 의해 발생합니다.응력부식에 의한 균열은 마른 나무 가지 모양을 하며, 대체로 인장응력에 수직인 방향으로 진행됩니다.균열의 미세 형태에는 결정내형, 결정간형, 그리고 둘을 모두 가진 혼합형이 있다.고강도 강관은 H2S 함량이 일정 수치를 초과하고 수분이 동반될 경우, **배관 벽의 응력 부식 균열 가능성이 증가합니다.우�접부의 경도가 HB200을 초과하거나 H2S 함량이 기준을 초과할 경우, 용접부에 스트레스 부식이 발생하기 쉽습니다. ①알칼리 취성: 금속이 알칼리 용액 내에서 겪는 응력 부식입니다.탄소강, 저합금강, 스테인리스강 등도 알칼리 취성이 발생할 수 있습니다. ②스테인리스의 염화이온 부식: 스테인리스에 염화이온이 유발하는 응력부식.염소 이온에 의한 부식을 유발하는 염소 이온의 임계 농도는 온도가 상승함에 따라 감소하며, 고온에서는 염소 이온 농도가 10 ppm에 도달하기만 해도 파손이 발생할 수 있다.파이프 플랜지 연결부의 가스켓, 외부 단열재 및 지지대·매달이는 브라켓의 받침층 등의 재료에 포함된 염소 이온 성분이 과도할 경우에도 염소 이온 부식이 발생할 수 있습니다. ③스테인리스강의 다황산 부식: 석유 정제 과정에서 강재는 황화수소에 의해 부식되어 황화철이 생성되며, 가동이 중단된 후 파이프 내부가 공기 중의 산소와 물과 반응하여 다황산이 생성됩니다. 스테인리스강 파이프의 잔류 응력이 큰 부분에서는 응력 부식이 발생합니다.수소화 탈황 장치를 대표적으로, 스테인리스강의 연다이설파산에 의한 응력부식 파괴가 최근 주목을 받고 있습니다. ④황화물 응력부식: 금속이 황화수소와 물이 함께 존재하는 매체에서 발생하는 응력부식.탄소강과 저합금강은 20~40℃ 온도 범위에서 황산에 대한 민감도가 가장 높다.오스테나이트 스테인리스강의 황화물 응력부식은 대부분 고온 환경에서 발생합니다.황화수소와 물이 포함된 매체에서, 아세트산이나 이산화탄소와 염화나트륨, 혹은 인화수소, 또는 비소, 세슘, 주석의 화합물이나 염화이온이 함께 존재할 경우, 이들은 모두 부식을 촉진시킵니다. 4) 부식 피로 부식 피로는 교번 응력과 화학적 매체가 함께 작용하여 발생하는 부식 균열입니다.압력 파이프라인의 피로 원인으로는 기계적 진동, 유체 사이클론, 교번 열응력, 압력 변동, 그리고 바람에 의한 진동, 지진 등이 있습니다.부식 피로 균열은 보통 여러 개가 있지만 분기는 없으며, 이것이 응력 부식 균열과의 차이점입니다.부식 피로 균열은 일반적으로 결정을 가로지릅니다. 5) 수소 손상 금속 내부로 수소가 침투하여 금속의 성능이 저하되는 것을 수소 손상이라고 합니다.수소 기포 발생, 수소 경화, 탈탄, 수소 부식을 포함합니다. 수소 기포는 주로 습한 황화수소가 포함된 매체에서 발생하며, 수소 원자가 강철 속으로 침투하면서 균열, 층분리, 공극, 불순물 등의 결함들과 만나 모여 수소 분자를 형성하여 부피가 팽창합니다.이러한 결함이 강철 표면에 있으면 기포가 생깁니다. 수소는 어떤 방식으로 강철에 들어가든 강재의 수소 경화를 유발하여, 강재의 연신율과 단면 수축률을 현저히 낮춥니다.고강도 강철의 경우 더욱 심각하게 나타납니다. 강철 내의 카르바이드는 고온에서 수소와 반응하여 메탄을 생성합니다. 이러한 반응으로 인해 강철 표면층의 카르바이드가 줄어들고, 탄소는 아직 반응하지 않은 인접한 금속층에서 점차 이 반응 영역으로 확산됩니다. 그 결과, 일정한 두께의 금속층은 탄소가 부족해져 페라이트로 변하게 되며, 이것이 바로 탈탄 현상입니다.탈탄의 결과로 강철의 표면 강도와 피로 한계가 낮아집니다. 고온 고압 수소가 강재에 미치는 영향으로 그 기계적 성능이 악화되어 강도와 인성이 현저히 낮아지는 것을 수소 부식이라고 합니다.위와 같은 조건 하에서 수소 분자는 강철 표면으로 확산되어 흡착된다. 그중 일부 흡착된 수소 분자는 수소 원자와 수소 이온으로 분리되고, 화학적 흡착을 거친 후 직경이 매우 작은 수소 원자(이온)가 표면층을 통과하여 금속 내부로 용해된다.용해된 수소 원자가 결정 격자와 결정 경계를 통해 강철 내부로 확산되면서 화학 반응이 일어나 메탄이 생성되어 기존의 미세한 공간에 축적됩니다. 이러한 반응 과정으로 해당 영역의 탄소 농도가 낮아지고, 다른 부위의 탄소가 그곳으로 이동하여 보충되면서 메탄의 양이 계속 증가하여 국부적인 압력이 생깁니다. 결국 이는 균열로 발전하게 됩니다.강재 표면에 모여 기포를 형성하여 탈탄이 일어납니다. (F) 침식 손상: 파이프 내부의 유체가 장기간에 걸쳐 고속으로 흐르면, 파이프의 내부 구조물들이 얇아지거나 밀봉 부분이 손상될 수 있습니다. 이로 인해 파이프의 내압 성능과 밀봉 성능이 저하됩니다.사용 기간이 길어짐에 따라, 내벽이 얇아져서 생기는 내압 능력의 저하나 밀봉 부품의 손상으로 인한 누출이 사고의 원인이 됩니다. 8. 압력관의 파손 특징
관의 파손 원인과 형태가 다르기 때문에, 파손의 특징도 각기 다릅니다. (A) 인성 파괴는 재료에 뚜렷한 결함이나 경화가 존재하지 않음에도 불구하고, 과압으로 인해 발생하는 파괴입니다.그 특징은 다음과 같습니다: 1) 뚜렷한 변형이 일어나며, 일반적으로 파편이 생기지 않습니다.파괴될 때 직경이 커지거나 부분적으로 부풀어 오르며, 관벽이 얇아진다. 2) 실제 폭파 압력은 이론값과 비슷하다. 3) 단면은 회색빛의 섬유상을 띠며 금속 광택이 없고, 단면에는 절단 테두리가 있다. 4) 파절면 섬유부 외부에는 방사형 무늬나 인자형 무늬가 나타나며, 폭발 지점을 향하는 특징이 있다. (B) 취성 파괴란, 파이프가 파손될 때 거시적인 변형이 일어나지 않으며, 파손 시의 파이프 벽면 응력도 재료의 강도 한계에 훨씬 미치지 못하고 심지어 항복 한계보다 낮은 파괴 현상을 말합니다.일반적으로는 재료의 취성이나 심각한 결함 때문에 발생하며, 예를 들어 재료의 용접 및 열처리 공정이 부적절하거나, 용접부에 결함이 있거나, 저온으로 인한 냉간취성 등이 그 원인입니다.파괴는 종종 순간적으로 발생하며, 매우 빠른 속도로 확산됩니다.저응력 상태에서 발생하는 파괴이기 때문에, 저응력 파괴라고도 불린다.파괴의 특징은 다음과 같습니다: 1) 뚜렷한 소성 변형이 없다. 2) 파괴 시의 응력이 낮다. 3) 재료의 경화로 인해 발생하는 취성 파괴로, 균열면이 평탄하며 금속성 광택을 띤 결정 상태를 보인다. 4) 재료의 결함으로 인해 발생하는 취성 파괴의 경우, 그 파절면은 결정 구조를 보이지 않으며, 원래의 결함 부위, 안정적으로 확장되는 섬유 구역, 빠르게 확장되는 방사형 및 인자형 패턴이 나타나며, 내외부 표면 가장자리에는 전단 모양의 부분도 존재한다.원래의 결함이 표면 균열인 경우에는 짙은 색의 녹이 생기지만, 원래의 결함이 내부 기공, 이물질, 용접 불량 등인 경우에도 절단면에서 그 모습을 확인할 수 있습니다. (C) 피로 파괴는 재료가 시간에 따라 크기와 방향이 주기적으로 변하는 교번 하중을 장기간 받으면서 피로 균열이 발생하여 점차 확장되어 최종적으로 파손이 일어나는 파괴 형태이다.그 특징은 다음과 같습니다: 1) 파괴 부위는 기하학적으로 불연속한 곳이나 균열과 같은 원래의 결함이 있는 용접부에 집중되며, 전체적으로는 소성 변형이 일어나지 않습니다. 2) 피로 파괴의 기본 형태는 폭발 또는 누출의 두 가지가 있다.전자는 강도는 높지만 인성이 낮은 재료에서 쉽게 발생하며, 후자는 강도는 낮지만 인성이 우수한 재료에서 발생합니다. 3) 파절면에는 뚜렷한 균열 발생구, 확장구, 그리고 최종 파절구가 존재한다.확장부에서는 거시적으로 뚜렷한 조개껍데기 모양의 나무결이 있으며, 단면은 평탄하고 윤기가 난다.최종 파절부에는 일반적으로 방사형 무늬나 인자무늬가 있다. 4) 전자현미경으로 피로 파단면의 균열 확장부를 관찰하면, 독특한 피로 휘광무늬가 보인다. (D) 크리프 파괴란, 고온 상태에서 강재의 항복 강도 이하에서 발생하는 서서히 지속되는 신장 현상으로, 결국 파괴가 일어나는 것을 말합니다.재료가 크리프하는 과정에는 감속, 일정 속도, 가속의 세 단계가 있습니다.일정 속도 단계는 재료의 고온 사용 수명을 제어하는 단계입니다.크리프 파괴는 결정계면을 따라 일어나는 파괴로, 그 특징은 다음과 같습니다: 1) 거시적인 파괴면이 거친 입자 모양을 띠며 금속 광택이 없습니다. 2) 표면이 산화층이나 기타 부식물로 덮여 있음. 3) 파이프는 직경 방향으로 거시적인 변형이 있으며, 반지름 방향으로 미세한 크리프 균열이 발생하고, 심한 경우 표면에 균열이 생기거나 파이프 벽을 뚫고 누출이 일어납니다. 4) 절단면은 벽면에 수직이며, 벽 두께는 얇아지지 않았고, 가장자리에는 전단 주름이 없다. 9. 압력관련 사고의 예방 및 보고
압력관의 파손 사고를 방지하거나 줄이기 위해, 사용자는 다음과 같은 필요한 조치를 취해야 합니다: ——관련 설계는 반드시 자격을 갖춘 설계업체가 수행해야 하며, 설계 기준을 준수해야 합니다； ——배관 시스템에는 규정에 따라 안전 배압 장치를 설치해야 하며, 이 장치가 항상 정상적으로 작동하도록 유지해야 한다； ——대기 및 매체에 의한 파이프라인의 부식을 방지하기 위한 효과적인 조치를 취해야 합니다； ——파이프라인을 가동하기 전에는 가동 전 점검과 검수를 실시해야 하며, 파이프라인의 구조, 재료, 용접, 열처리, 압력 시험 등 핵심 요소들은 반드시 규정된 요구사항을 충족해야 한다； ——운전 작업 시에는 반드시 운영 절차를 엄격히 준수하고, 공정 지표를 통제하여 과온·과압 상태에서의 운전을 방지해야 합니다； ——파이프라인을 점검하거나 부분적으로 교체할 때, 잘못된 용도로 사용하거나 부적절한 대체품을 사용함으로써 파이프라인의 한계 응력이 낮아지는 것을 방지해야 합니다； ——파이프라인의 점검 및 정기 검사를 강화합니다； ——장기간 사용되지 않고 적절한 관리가 이루어지지 않은 파이프의 경우, 대규모 부식이 발생하거나 두께가 얇아지고 강도가 약해지므로, 다시 사용하기 전에 규정에 따라 철저한 검사를 실시해야 합니다. 압력관로에서 안전사고가 발생했을 때, 사용자는 신속하게 조치를 취하여 사고를 처리해야 할 뿐만 아니라, 사고 현장을 철저히 보호해야 합니다. 또한 현장에서 촬영된 영상, 손상된 부품의 단면 상태, 원본 작업 기록, 그리고 사고 조사 보고서와 같은 관련 정보와 자료들을 적시에 수집해야 합니다. 이러한 자료들은 사고 분석에 객관적이고 과학적인 근거가 됩니다. 사고 원인을 분석할 때에는 거시적 변형량을 측정해야 한다；재료의 화학 성분과 기계적 특성 검사；단면의 거시적 분석과 현미적 분석과 같은 기술적 방법을 사용합니다.그런 다음 관련 자료와 기술적 검사 결과를 바탕으로 판단합니다.
10. 파이프라인 시스템의 안전 규정
(1) 과압 보호
(A) 운영 중에 과압이 발생할 수 있는 파이프라인 시스템에는 반드시 안전밸브나 폭파판과 같은 압력 해소 장치가 설치되어야 합니다. (B) 안전밸브를 사용하기에 적절하지 않은 경우에는 폭발판을 사용할 수 있다.파열판의 설계 파열 압력은 정상 최대 작동 압력과의 차이에 일정한 여유가 있어야 합니다. (C) 안전밸브는 배출되는 기체나 액체에 따라 각각 선택해야 하며, 역압의 영향도 고려해야 한다.안전밸브의 개방 압력(설정 압력)은 공정상 특별한 요구사항이 있는 경우를 제외하고는 정상 작동 압력의 1.1배이며, 최소로는 1.05배여야 하나, 설계 규범 및 설계 문서에 별도의 규정이 있는 경우는 예외입니다. (D) 안전밸브의 입구 파이프라인에서의 압력 손실은 작동 압력의 3% 미만이어야 하며, 출구 파이프라인에서의 압력 손실은 작동 압력의 10%를 초과해서는 안 됩니다. (E) 안전밸브의 최대 배출 압력은 파이프라인의 설계 압력의 1.1배를 초과해서는 안 되며, 화재가 발생했을 때의 최대 배출 압력도 설계 압력의 1.21배를 넘어서는 안 됩니다. (F) 안전밸브나 폭발판의 입구 파이프와 출구 파이프에는 차단밸브를 설치하는 것이 적절하지 않다.공정에 특별한 요구 사항으로 반드시 설치해야 하는 경우, 바이패스 밸브와 현장 압력계도 함께 설치해야 합니다.정상 작동 시 안전밸브나 파열판의 입구 또는 출구에 있는 차단밸브는 열린 상태로 잠겨 있어야 합니다.배수 밸브는 닫힌 상태에서 잠겨 있어야 합니다.그리고 도면에 규정된 기호를 표시합니다. (G) 이중 안전밸브의 입구와 출구에 3웨이 전환밸브를 설치할 경우, 두 개의 전환밸브에는 신뢰성 있는 연동 장치가 있어야 한다.안전밸브와 전환밸브 사이의 파이프라인에는 배기 장치가 있어야 합니다. (H) 제조업체는 제품의 성능이 설계에 명시된 압력 해제 장치에 관한 상세 데이터를 충족하도록 보장해야 한다. (이) 밸브와 블라인드 플레이트의 설치 (A) 역류를 방지해야 하는 파이프라인에는 체크밸브를 설치해야 한다. (B) 정상 가동 중에 열림 또는 닫힘 위치로 엄격하게 제어되어야 하는 밸브의 경우, 설계 시 잠금장치나 봉인장치를 추가하도록 하며, 지정된 코드를 명시해야 한다.이러한 밸브는 수리 시에만 엄격한 감독 하에 사용될 수 있으며, 관련 담당자의 승인을 받아야 합니다. (C) 장치가 정비 중일 때에도 계속 가동되어야 하는 파이프라인의 경우, 장치의 경계부에는 차단밸브를 설치하는 것 외에도, 밸브가 장치 쪽에 위치하는 부분에는 블라인드 플레이트를 설치해야 한다. (D) 가동 중에 특정 장비를 차단하여 점검해야 할 경우, 해당 장비와 밸브 사이에 블라인드 플레이트를 설치해야 한다.가연성 유체 파이프라인, 밸브, 블라인드 플레이트 사이에 소형 배기밸브가 설치된 경우, 배기밸브 뒤의 파이프라인은 안전한 장소로 연결되어야 합니다. (E) 압력 시험 및 기밀성 시험 시 차단해야 하는 위치에는 블라인드 플레이트를 설치해야 한다. (F) 액체 온도가 -5℃ 미만이거나 대기 부식이 심한 환경에서는 분리형 블라인드 플레이트, 즉 플러그 플레이트와 가스켓을 사용하는 것이 바람직합니다.“8”자형 블라인드 플레이트는 사용하지 않는 것이 좋습니다.플러그와 패드 링에는 식별 표시가 있어야 하며, 그 표시 부분은 플랜지 밖으로 돌출되어 있어야 합니다. (삼) 배출 (A) 가연성 유체는 밀폐된 수집 시스템으로 배출되어야 하며, 절대로 하수도로 직접 배출해서는 안 된다. (B) 환경 공기보다 밀도가 큰 가연성 가스는 토치 시스템으로 배출되어야 하며, 환경 공기보다 밀도가 작은 가연성 가스는 토치를 설치할 필요가 없고 위생 기준을 충족하는 경우 대기 중으로 배출될 수 있다. (C) 독성이 없고, 가연성이 없으며, 증발하지 않는 액체로서, 위생 기준 및 수도관 재료의 사용 온도, 부식 문제가 없는 경우에는 그대로 하수도로 배출할 수 있습니다. (D) 배출관은 배출량과 작동 압력에 따라 관의 직경을 결정해야 한다.배출구의 유속은 설계 규범의 규정을 준수해야 합니다.자주 사용되지 않는 상압 방출관 입구에는 새막을 설치해야 합니다. (IV) 기타 요구사항 (A) 추운 기후 조건에서는, 실외에 있는 냉각수 공급관의 끝부분과 냉각기의 입출수관에 동결 방지를 위한 바이패스관이나 기타 예방 조치가 필요합니다.가스 파이프라인에 응축액이 생기거나, 액체 파이프라인에 고여 있는 부분이 있을 경우, 또는 배출관이 얼어붙을 가능성이 있을 때는 보온관을 설치하는 것이 좋습니다. (B) 실내에 설치된 가연성 유체 파이프라인의 취약한 부분들, 예를 들어 유리형 레벨계나 관찰창 등에는 반드시 안전 보호 장치가 마련되어 있어야 합니다. (C) 파이프라인 시스템에서 발생하는 정전기는 장비나 토목 구조물의 접지망을 통해 지면으로 배출될 수 있다.기타 정전기 방지 요구사항은 해당 표준의 규정을 준수해야 합니다. (D) 유체의 흐름이 중단되어서는 안 되는 중요한 장비의 경우, 이중 파이프를 사용하거나 차단 밸브가 장착된 고리형 배관과 같은 안전 조치를 취하는 것이 바람직합니다. (E) 열원 장비에 연결된 가연성 가스의 압력을 낮춘 파이프라인(플레어 파이프라인 포함)과, 쉽게 불이 붙을 수 있는 파이프라인(배기관 포함) 및 이와 연결된 장비들 사이에는 화재 차단 장치를 설치해야 한다. (F) 산소 파이프라인은 다음 규정을 준수해야 한다: 1) 강한 산화성을 가진 유체(산소 또는 플루오린)가 사용되는 파이프라인의 경우, 파이프가 제작된 후 설치하기 전에 단계별로 또는 개별적으로 탈지 처리를 해야 한다.탈지된 파이프라인 부품들은 모두 질소나 공기를 이용해 깨끗하게 청소한 뒤 밀폐됩니다.또한, 남아 있는 탈지제와 산소가 위험한 혼합물을 형성하는 것을 피해야 합니다. 2) 산소관 라인의 구성 부품은 규격에 따라 선정되어야 한다.또한, 이음매가 없는 파이프와 부품을 사용하는 것이 바람직합니다.설계 압력이 3MPa를 초과할 경우 오스테나이트 스테인리스 강관을 사용하는 것이 바람직합니다.탄소강 및 저합금강 파이프에 압력 조절 밸브가 설치된 경우, 압력 조절 밸브의 양쪽 1.5m 범위 내에서는 오스테나이트 스테인리스 강 파이프 및 부품을 사용하는 것이 바람직합니다.밸브는 빠르게 열리거나 닫히는 형태의 것을 사용해서는 안 되며, 밸브 내부의 가스켓과 충전재는 쉽게 떨어지거나 부서지는 성질의 재료나 가연성 재료를 사용해서는 안 됩니다. 3) 용접은 아르곤 아크 용접을 사용해야 한다. 4) 산소관의 유속 제한, 정전기 방지 조치 및 관로 배치는 《산소소 설계 규범》GB50030과 산소 안전 기술 규정의 요구사항을 준수해야 한다.공정 흐름에 특별한 설계 요구사항과 신뢰할 수 있는 안전 조치가 마련되어 있지 않는 한, 산소관은 가연성 유체관과 직접 연결되어서는 절대 안 됩니다. (G) 캡슐형 장갑관은 유체의 빙점 높낮이, 기타 물성 변화 조건 및 공정 요구사항에 따라 전체 장갑관, 부분 장갑관 또는 간이 장갑관 구조 중에서 선택해야 한다.