본 연구에서는 특수가스용기용 밸브의 안전성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 시험용 밸브는 특수가스용기에 부착되었던 것을 무작위로 수거한 것으로 가스누출 및 작동 안전성에 대한 시험을 실시하였다. 실험결과에 의하면, 밸브의 몸체, 나사 체결부, 안전판, 방출구, 스템부, 핸들에서 가스누출 안전성에 영향을 미칠 정도의 크랙, 마모, 부식, 변형이 발생하지 않았다. 다만, 핸들의 페인트 일부가 벗겨지고, PT나사와 몸체에서 녹이 국부적으로 형성되어 있지만, 가스누출 안전성에 영향을 미칠 정도는 아니었다. 또한, 탈거한 밸브에서 가스누출은 발생되지 않았다. 다만, 밸브스템의 영구변형과 오링의 마찰표면 일부에서 손상이 관찰되었다. 따라서, 탈거된 밸브의 가스누출 안전성을 보장하기 위해서 밸브시트와 오링 교체하는 것이 바람직함을 알 수 있다. 또한, 핸들의 조임력을 주기적으로 점검하는 것이 필요함을 알 수 있었다.
본 연구에서는 특수가스용기용 밸브의 안전성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 시험용 밸브는 특수가스용기에 부착되었던 것을 무작위로 수거한 것으로 가스누출 및 작동 안전성에 대한 시험을 실시하였다. 실험결과에 의하면, 밸브의 몸체, 나사 체결부, 안전판, 방출구, 스템부, 핸들에서 가스누출 안전성에 영향을 미칠 정도의 크랙, 마모, 부식, 변형이 발생하지 않았다. 다만, 핸들의 페인트 일부가 벗겨지고, PT나사와 몸체에서 녹이 국부적으로 형성되어 있지만, 가스누출 안전성에 영향을 미칠 정도는 아니었다. 또한, 탈거한 밸브에서 가스누출은 발생되지 않았다. 다만, 밸브스템의 영구변형과 오링의 마찰표면 일부에서 손상이 관찰되었다. 따라서, 탈거된 밸브의 가스누출 안전성을 보장하기 위해서 밸브시트와 오링 교체하는 것이 바람직함을 알 수 있다. 또한, 핸들의 조임력을 주기적으로 점검하는 것이 필요함을 알 수 있었다.
This paper presents an experimental study on the safety of a valve for a special gas cylinder. The test valves that were randomly dismantled from the special gas cylinder were experimented on the gas leakage and operation safeties. The crack, wear and deformation of the valve body, screw thread, saf...
This paper presents an experimental study on the safety of a valve for a special gas cylinder. The test valves that were randomly dismantled from the special gas cylinder were experimented on the gas leakage and operation safeties. The crack, wear and deformation of the valve body, screw thread, safety disk, vent hole, stem and handle components that may affect to the gas leakage safety of a used valve were not found in this experimental study. A painted handle of a valve was partly stripped from the coated surface, and the surface of PT screw of a used valve body was rusted. But, these paint and rust problems do not affected to the gas leakage safety of used valves. And there was no gas leakage in the dismantled valve, and the permanent deformation and partial scars of a valve stem and O-rings were observed on the rubbing surfaces. Thus, the valve seat and O-rings are recommended to be replaced for a gas leakage safety of a dismantled valve. And it is necessary to repair and inspect handle fastening forces for a safe opening and closing operations of a valve.
This paper presents an experimental study on the safety of a valve for a special gas cylinder. The test valves that were randomly dismantled from the special gas cylinder were experimented on the gas leakage and operation safeties. The crack, wear and deformation of the valve body, screw thread, safety disk, vent hole, stem and handle components that may affect to the gas leakage safety of a used valve were not found in this experimental study. A painted handle of a valve was partly stripped from the coated surface, and the surface of PT screw of a used valve body was rusted. But, these paint and rust problems do not affected to the gas leakage safety of used valves. And there was no gas leakage in the dismantled valve, and the permanent deformation and partial scars of a valve stem and O-rings were observed on the rubbing surfaces. Thus, the valve seat and O-rings are recommended to be replaced for a gas leakage safety of a dismantled valve. And it is necessary to repair and inspect handle fastening forces for a safe opening and closing operations of a valve.
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제안 방법
따라서, 본 실험적 연구에서는 특수가스용기에 부착하여 사용하던 밸브를 무작위로 수거하여 가스 누출 시험평가 및 작동검사를 통해 밸브의 기밀성과 안전성을 분석하였다.
또한, 밸브의 작동성능을 점검하기 위해 최고충전압력을 가한상태에서 밸브를 열거나 닫아서 핸들을 비롯한 스템 구동부의 작동성을 평가하였다.
가스누출 안전성 시험평가에 사용한 밸브는 모두 59개이고, 특수가스용기로부터 탈거한 밸브의 개수는 특수가스의 종류에 따라 Table 1에서 제시하고 있다. 밸브에 대한 가스누출 안전성 검사는 외관검사와, 사용가스의 종류에 따라 달라지는 밸브의 최고충전압력을 공급한 상태에서 기밀 안전성을 평가하였다.
밸브의 가스누출 안전성을 시험하기 위해서는 밸브몸체에 표시된 시험압력을 가하고, 비눗물로 나사 체결부, 방출구, 스템부, 몸체에 충분히 도포한 상태에서 실험을 수행한다. 밸브에서 발생되는 가스누출 여부는 비눗물에 의해 육안으로 감지할 수 있지만, 시험장치에 부착된 압력계의 변동에 따른 가스누출 여부를 판단할 수도 있다.
3은 특수가스용기에 부착하여 사용하였던 밸브를 수거하여 실험에 사용한 밸브를 보여주고 있다. 본 실험에서는 대표적인 밸브 59개에 대한 가스 누출 안전성과 외관, 작동성에 대한 시험평가를 수행하였다.
특수가스용기용 밸브 59개에 대한 가스누출 및 작동 안전성 시험평가를 실시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
이론/모형
본 실험에 사용한 가스누출 시험평가 안전기준은 한국가스안전공사의 KGS AA311[4], KGS AA316[5]를 준용하여 기밀실험을 수행하였다.
성능/효과
그러나, Fig. 9(b)의 체결 메커니즘처럼 스템의 상단부에 형성된 암나사에 작은 볼트로 체결한 경우는 유격이 발생하여 공전되는 현상이 많았다. 이러한 현상의 발생은 결국 밸브시트의 밀봉작용을 보장할 수 없다는 것으로 밸브의 가스누출 가능성은 높아진다.
특수가스용기에 부착하였던 밸브를 수거하여 외관검사를 실시한 결과에 의하면 밸브몸체, 나사 체결부, 안전판, 방출구, 스템, 핸들 등에서 가스누출 안전성에 영향을 미칠 정도의 크랙, 마모, 부식, 변형 등은 발견되지 않았다. 다만, 핸들에 칠한 페인트가 일부 벗겨지고, PT나사와 몸체에서 녹이 국부적으로 형성된 정도가 관찰되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
특수가스용기에서 탈거한 밸브의 손상에 따른 안전성을 점검하기 위해 실시한 외관검사 항목은 무엇인가?
1) 몸체부에 부식, 결함, 변형, 크랙 등이 형성되어 있는지에 대한 외관검사
2) 나사부에 대한 스크래치, 변형, 크랙, 마모, 이물질 응착 등이 발생되었는지에 대한 외관검사
3) 스핀들과 핸들의 손상이나 변형 등에 의해 정상적인 개폐조작이 가능한지에 대한 외관검사
4) 파열판에 대한 외관검사
5) 가스통과 유동구, 나사부, 작동 연결부 등에 이물질이 부착되거나 막힘 흔적에 대한 외관검사
산업용 가스의 종류는 무엇이 있는가?
가스는 일상생활에서 연료로 많이 사용하기 때문에 친숙하다. 산업용 가스는 제품을 제조하는 공정에 반드시 필요한 가스이며, 산업체에서 사용하는 특수가스에는 수소, 아세틸렌, 공기, 냉매가스, CO 2, NH 3, O 2, He, Ar, CH 4, N 2, N 2O 등이 대표적이다.
밸브의 안전성은 무엇에 의존하는가?
밸브의 안전성은 황동소재의 강도, 특히 패킹이나 오링의 밀봉성과 내구성에 의존한다. 밸브는 사용기간에 따라 밀봉성이 급격하게 약화되는 밀봉소 재의 탄성변형 내구성 때문에 가스누출 안전성을 안전하게 유지할 수 있도록 밀봉소재의 선정과 최적설 계를 중요하게 다루어야 한다[1-2].
참고문헌 (5)
Chung Kyun Kim and Do Hyun Kim, "Numerical Study on the Leakage Safety of O-rings for a LPG Cylinder Valve", J. of the KIGAS, 11(2), 37-42, (2007)
Chung Kyun Kim and Kyoung Seok Oh, "Optimization Design of a Gas Valve for a LPG Cylinder Using a Taguchi's Experimental Method", J. of the KIGAS, 10(4), 23-28, (2006)
Chung Kyun Kim, Byung Kwan Lee, and Tae Hwan Kim, "Experimental Investigation on Cracks and Defects of a Valve Sealing Components for a LPG Cylinder," J. of the KIGAS, 11(1), 23-28, (2007)
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