압력 용기는 내부 또는 외부의 압력을 억제하기 위한 용기로써 대부분의 산업에서 중요한 역할을 하고 있으며 매일 수 많은 사람들이 압력 용기를 사용 또는 주변에서 작업합니다. 이번 글에서는 압력 용기 개념과 구조 및 3가지 종류 관련해서 알아보겠습니다.
Ⅰ. 압력 용기란 무엇이며 어떻게 작동하나?
내부 봉쇄용 압력 용기는 가장 일반적이며 15 PSI보다 큰 압력에서 액체, 가스 또는 증기를 저장하도록 설계되었습니다.
또한, 보일러와 같이 연소 되거나 저장 탱크, 처리 용기 및 열 교환기와 같이 연소 되지 않습니다.
이러한 용기는 엄청난 압력에서 작동할 수 있으므로 엄격한 규정에 따라 제작되어야 합니다.
제조 회사를 선택할 때 업계 표준을 지키며 엄격한 품질 관리 조치와 용기 테스트를 갖춘 제작업체를 선택하셔야 합니다.
Ⅱ. 압력 탱크와 압력 용기의 차이점
사람들이 “압력 용기”와 “압력 탱크”라는 용어를 동의어로 사용하는 것을 자주 듣게 되지만 실제로는 같지 않습니다.
용기와 탱크의 주요 차이점은 압력 탱크의 최대 허용 작동 압력(MAOP)이 15PSI인 반면, 고압 용기는 15PSI에서 시작하여 최대 3000PSI(특별 허용치에 따라 더 높은 압력)까지 견딜 수 있다는 차이점이 있습니다.
Ⅲ. 압력 용기의 종류
압력 용기에는 다양한 종류가 있으며 가장 일반적인 세 가지는 저장 용기, 열 교환기 및 공정 용기로 구분할 수 있습니다.
1. 저장 용기
제대로 보관하기 위해 압력이 필요한 제품이 많이 있습니다.
저장 압력 용기는 이러한 요구 사항을 충족하며 각 용기는 제품의 특정 유형과 온도를 수용할 수 있도록 설계되어야 합니다. 제품의 예로는 프로판, 암모니아, 부탄, 염소, LPG 등이 있습니다.
2. 열 교환기
열 교환기를 사용하면 두 유체가 직접 접촉하지 않고도 한 제품에서 다른 제품으로 열을 전달할 수 있습니다.
가장 일반적인 압력 용기 열 교환기에는 일련의 금속 튜브가 포함되어 있는데 한쪽은 이 튜브를 통해 흐르고 다른 한쪽은 튜브 주위로 흐릅니다.
이를 통해 한 제품에서 다른 제품으로 열이 전달되게 됩니다.
이러한 종류가 작동되는 곳 중 하나는 폐기물 처리 시설에서 사용됩니다.
3. 공정 용기
다목적 압력 용기는 제품을 처리하기 위해 여러 탱크가 함께 사용되는 생산 공정 라인의 일부인 경우가 많습니다.
공정 용기가 수행하는 작업에는 분리, 가열, 냉각, 정제, 혼합 등이 포함되며 공정 용기는 페인트 제조, 의약품 제조, 정유소, 식품 가공 시설 등에서 찾아볼 수 있습니다.
Ⅳ. 디자인 및 모양
압력 용기의 모양과 크기는 설계 요구 사항, 보관되는 제품, 작업 현장의 공간 크기 및 회사 예산에 따라 결정되는데 가장 일반적인 4가지 압력 용기 모양은 다음과 같습니다.
- 원통형 압력 용기
- 구형 압력 용기
- 수평 압력 용기
- 수직 압력 용기
재질은 다양한 재질을 사용하여 압력 용기를 제작할 수 있지만 가장 일반적으로 탄소강이나 스테인리스강을 사용합니다.
Ⅴ. 헤드의 유형
원통형, 수평 및 수직 압력 용기는 가장 일반적인 종류의 용기이며 모두 각 끝에 특수 캡이 필요합니다. 이러한 캡을 “헤드”라고 하며 세 가지 기본 종류가 있습니다.
1. 반구형 헤드
이 헤드의 깊이는 직경의 절반이고 표준 헤드 두께는 쉘 두께의 약 절반입니다.
가장 얇은 헤드임에도 불구하고 이 디자인은 단일 플랫 시트로 제작할 수 없고 용접 조립이 필요하여 다른 헤드 옵션보다 비용이 더 많이 드는 경우가 많습니다.
2. 타원형 헤드
타원형이며 가장 인기 있는 비율은 2:1입니다(타원의 너비가 깊이의 두 배라는 의미).
압력 응력을 처리할 때 반구형 헤드보다 효율성이 떨어지므로 더 두꺼운 두께를 요구합니다.
3. 플랜지형 및 접시형 헤드
플랜지형 헤드와 접시형 헤드(F&D)는 용기 높이가 제한되고 압력이 중간 정도인 압력 용기에서 흔히 사용됩니다.
특히, F&D 헤드의 너클 반경이 빡빡하기 때문에 선박의 쉘보다 두꺼워야 합니다.
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