시험용 유체 사용유체 종류따라 달리할 수 있어
한국환경산업연구소장 정 선 구
(9) 기밀검사 (Leak Test)
압력시험 외에 고압/액화석유 기서안전관리법의 적용을 받는 밸브는 기밀시험을 실시한다. 기밀시험은 저압기밀시험과 고압기밀시험으로 나누어 실시한다.
9-1 시험 방법
저압기밀시험은 대형밸브에서 채택한 시험으로 설계 압력에 의하지 않고 Seat 지지 스프링에 의해서만 누설을 차단할 수 있는지의 여부를 판단하는 시험으로 10 kgf/㎠ 이하의 압력을 사용한다.
고압기밀시험은 사용압력이상의 압력으로 밸브의 기밀을 측정하는 시험으로 고압에 따른 Seat의 손상 또는 변형에 의한 누설여부를 측정한다.
9-2 시험용 유체
시험용 유체는 사용유체의 종류에 따라 달리할 수 있으며, 일반적으로 사용유체의 분자크기 이하의 동일한 분자형태(액체 도는 기체)를 선정하거나, 사용유체와 동일한 유체를 사용할 수 있다. 그러나 사용유체의 가연성 또는 폭발성인 경우는 가급적 사용유체로 시험하는 것을 자제하는 것이 바람직하다.
9-3 시험압력 및 승압
저압기밀시험압력은 보통 약 6-7 kgf/㎠ 내외로 하고, 시험시간은 30 분 정도로 한다. 고압기밀시험 시는 사용압력의 1.1배를 시험압력으로 하며, 시험시간은 30 분 내외로 한다. 승압에 걸리는 시간은 별도로 규정한 시간은 없으나, 밸브 및 주변가압장치에 무리를 주지 않을 정도의 적당한 속도로 승압을 실시하면 된다.
9-4 허용 누설량
저압 및 고압 기밀시험 시 Body, Bonnet 및 Grand 부위에 누설이 없어야 한다. 통상 시험압력은 상용 압력(설계 압력)의 1.1 배로 Body, Bonnet 및 Grand 부위에서 누설유무를 확인함과 동시에 그 압력으로 밸브를 닫는 경우 Seat 누설실험의 필요가 있으며 누설이 허용되지 않는 것이 일반이다.
(10) 고온 검사 (High-Temperature Test)
고온검사는 고온에서 사용하는 밸브에 대하여 사용실적이 없는 밸브형식 또는 Trim 재질의 것을 사용할 경우에 최고사용온도의 증기 또는 기체를 사용해서 작동, 늘어붙음, 몰림 등 상황을 확인하기 위해 시행하는 것이다.
또한 필요에 따라 분해검사(Strip test)를 실시하는 경우도 있다. Block 밸브로서 사용할 경우에는 폐쇄에 의한 Seat 누설량을 측정하여야 할 필요가 있다.
고온검사는 시험설비에 비용이 들므로 또한 Body 전체를 고온으로 가열하는데 시간이 소요된다.(12항 Fire Safe Test 참조)
(11) 저온 검사 (Low - Temperature Test)
저온시험은 사용 최저 온도 이하를 시험온도로 하며, 액화천연가스(LNG)와 같이 초저온에서 사용하는 밸브에 대한 저온시험과, 일반상온밸브에서의 저온시험과는 구별된다. 저온시험에서 특히 주의하여야 할 점은 밸브내부에 수분 등 온도저하에 따른 고형화 되는 물질이 존재하지 않도록 처리를 확실히 하여야 한다.
저온시험에 사용되는 시험매체는 저온 시험온도에 따라 다르나 일반적으로 질소가 많이 사용되며, 시험방법은 대략 다음과 같다.
- 밸브내부의 수분이나 유지분이 없음을
확인한다.
- 밸브내부를 질소가스로 청소한 뒤 공기를 배제한 뒤 질소가스를 사용압력의 1.1 배로 가압한다.
- 저온탱크 속에 액체질소를 서서히 넣어 Bonnet 플랜지 상부까지 주입한다.
- Body가 균일하게 사용최저 온도이하로 냉각되었는지 확인하고 일정시간(보통 2 시간) 유지한다.
- 밸브 하류측으로 누설량을 메스실린더로 측정한다. Seat 허용 누설량은 구경에 따라 규정하고 있지만 실제검사에서는 누설이 없어야 한다.
(12) 화재 안전 검사 (Fire Safe Test)
PTFE(4 불화성 에칠렌수지), CTFE(3 불화성 염화에칠렌수지), Kel-F 등의 비금속탄성Seat 또는 Seal 을 갖는 밸브(볼 밸브, 플러그 밸브, 버터플라이 밸브, 게이트 밸브 등)를 플랜트 배관에 사용할 경우에는 플랜트의 화재발생을 가정하여 밸브가 Week Point되지 않게 Fire Safe 구조(2차 Sealing)를 지닌 것을 일반적으로 사용한다.
따라서 화염에 대한 안전성을 확보하기 위하여 Fire Safe 시험을 한다. 그 경우 다음에 대하여 확인을 할 필요가 있다.
- 누설량(Seat 누설 및 밸브 몸통으로부터의 외부 누설)
- Body의 Seat Ring으로 둘러싸인 공동부에 있어서의 발생압력에 견디는 능력 또는 완화하는 능력(볼 밸브의 경우)
- 작동성
- 시험종료 후 Seat Ring 및 Seal 자재의 상황
시험방법 및 판정기준을 규정하고 있는 것으로 국제적으로 일반화하는 다음과 같다.
- API Std 607- API Std 6FA /6FC
- BSI 6755 Part 2 - OCMA
(Oil Companies Materials Asso-ciation)
- FSV.1
(13) 기능 및 작동 검사(Operation Test)
기능 및 작동검사는 완성 시에 밸브가 원활히 또는 확실히 작동하는지를 규정된 개폐기구(액츄레이터 포함) 에 의하여 4-5 회 작동시키어 그 상태를 확인한다.
검사 시에 확인하여야 할 주된 사항은 다음과 같다.
13-1 확실히 밸브가 열렸거나 또는 닫혔는지의 여부
게이트밸브의 경우 완전히 닫혔을 때 Disc와 Body Seat가 바른 위치에 있는지 또는 너무 빠져 들어가지 않았는지, 그리고 완전히 열렸을 때 Disc가 Seat 구경 내에 남아있지 않아야 한다.
바깥 나사식 게이트 밸브인 경우 Stem 상부가 밸브 Close 시에 Yoke Sleeve 상부로부터 Seat의 마모 여백이상 돌출이 되어 있어야 한다.
체크밸브의 경우 Disc 개폐작용이 원활하고 규정된 Lift 가 있어야 한다.
볼 밸브, 버터플라이 밸브의 경우, 밸브가 완전히 닫혔을 때에 그 모양이 규정의 개구도로 되어 있는지 확인한다.
13-2 규정의 토오크치 이내 또는 시간 내에 작동해야 한다.
13-3 작동 중 걸림이 없이 원활히 작동하여야 한다.
13-4 작동종료 후 Seat, Guide 부등 접촉부에 상처, 물림 등이 없는지 확인한다.
☞ 다음호에 계속
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