압력 용기 와 저장 용기 의 차이점: 코드, 설계 및 검사

압력 용기와 저장 탱크의 차이점: 코드, 설계 및 검사

압력 용기와 저장 탱크의 차이점은 무엇인가요? 경계선은 압력입니다. 압력 용기는 대기압과 다르거나 일반적으로 훨씬 높은 압력에서 가스 또는 액체를 담도록 제작되며, ASME BPVC 섹션 VIII와 같은 압력 장비 코드에 따라 설계, 제작 및 검사되며 최대 허용 작동 압력을 나타내는 명판이 부착되어 있으며 일반적으로 0.1-10 MPa입니다. 반면에 저장 탱크는 일반적으로 API 650에 따라 대기압 또는 그 근처에서 액체를 담도록 제작되며, 지붕은 5-10 mbar에서만 파손되도록 설계되어 탱크 본체가 파손되기 전에 안전하게 파손됩니다. 차이점은 크기나 모양이 아니라 설계 의도와 규제 부담입니다. 압력 용기는 수압 테스트를 MAWP의 1.3배로 통과하고 이음매의 10-100%에 대한 방사선 검사를 받아야 하는 규제된 압력 유지 장치인 반면, 저장 탱크는 낮은 압력의 재고 용기이며 주요 위험은 파열보다는 침하, 부식 및 환경 유출입니다.

1. 설계 의도 및 코드 경계

두 가지는 완전히 다른 위험을 관리하기 때문에 완전히 다른 표준에 따라 설계됩니다.

• 압력 유지 대 재고: 압력 용기는 저장된 에너지를 담기 위해 존재합니다. 쉘 두께는 ASME VIII UG-27, 시그마 = P 곱하기 D 나누기 2 곱하기 조인트 효율 곱하기 허용 응력 빼기 P 곱하기 0.6과 같은 코드 공식으로 설정되므로 벽은 내부 압력으로 인한 후프 및 종방향 응력을 견딥니다. 10 MPa 등급의 용기는 대기압 탱크와 근본적으로 다르며 추측으로 제작되지 않습니다. 저장 탱크는 재고를 저렴하게 담기 위해 존재합니다. 쉘은 압력이 아닌 액체의 정수압 헤드에 대해 크기가 조정되고 지붕은 의도적으로 약합니다. 따라서 코드 경계는 저장된 에너지에 관한 것이며, 용기가 대기압 임계값을 초과하여 작동하면 스탬프, 명판 및 보험에 대한 모든 것을 포함하여 압력 장비법에 속하게 됩니다.
• 적용되는 코드는 설계에 따라 다릅니다. 압력 용기는 ASME BPVC 섹션 VIII(Div.1 또는 Div.2), 유럽의 PED 2014/68/EU 또는 중국의 GB150을 따르며, 각 코드는 재료 제한, 조인트 효율, 제작 허용 오차, NDE 및 수압 테스트 압력을 규정합니다. 저장 탱크는 용접 강철 탱크의 경우 API 650, 저온 및 고압 탱크의 경우 API 620, 물의 경우 AWWA D100을 따르며, 이러한 표준은 압력 유지보다는 침하, 바람, 눈, 지진 및 부력과 관련이 있습니다. API 650 자격을 갖춘 제작자는 ASME VIII 자격을 자동으로 갖춘 것이 아니며, API 650에 따라 제작된 탱크는 지붕과 쉘이 계산되지 않았기 때문에 공정 압력이 대기압 범위를 초과하는 곳에서는 사용할 수 없습니다.
• 임계값에서 발생하는 일은 중요합니다. 일부 용기는 진공 탱크, 저압 통기 탱크 및 공기 수신기와 같이 회색 영역에 속하며, 올바른 분류는 소유자의 선호도가 아니라 실제 작동 압력과 현지 규정을 따릅니다. 8 bar의 공기 수신기는 명백히 압력 용기이며, 대기압에 가까운 50,000 m3의 원유 탱크는 명백히 저장 탱크입니다. 용기에 열이 가해져 증기압이 발생하거나 가압 시스템의 일부인 경우 탱크처럼 보여도 압력 용기로 취급됩니다. 분류를 잘못하는 것은 서류 오류가 아니라 제작자가 코드 스탬프가 필요한지, 용기에 명판과 릴리프 장치가 필요한지, 보험 가입이 가능한지 여부를 결정합니다.

2. 제작, 검사 및 작동 차이

코드 차이는 매우 다른 제작 및 수명 주기 의무로 이어집니다.

• 제작 허용 오차 및 NDE: 압력 용기는 문서화된 용접 절차, 자격을 갖춘 용접공 및 조인트 효율에 맞는 비파괴 검사를 통해 엄격한 치수 및 용접 허용 오차로 제작되며, 10% 방사선 검사부터 중요 이음매의 경우 100% RT까지, 코드 두께 임계값 이상의 용접 후 열처리 및 MAWP의 1.3배 수압 테스트가 포함됩니다. 저장 탱크는 서비스에 적합한 느슨한 허용 오차로 제작되며, 지정된 경우에만 방사선 검사를 수행하고, 이음매 방사선 검사보다는 조립, 원형 및 바닥 용접 품질에 의해 수락이 결정됩니다. 저장 탱크의 중요 검사는 대신 기초와 바닥입니다. 균일한 침하는 약 25-50mm 이내로 유지되어야 하며 바닥 용접은 건전해야 합니다. 누출되는 바닥은 가장 일반적이고 환경적으로 가장 심각한 탱크 고장이기 때문입니다.
• 릴리프, 과압 및 고장 모드: 압력 용기는 제어 사례, 화재 노출 및 막힌 출구를 포함하여 API 520으로 크기가 조정된 릴리프 장치를 휴대해야 합니다. 이는 저장된 에너지의 방출과 함께 파열되는 고장 모드를 가지며 폭력적일 수 있습니다. 저장 탱크는 화재 또는 막힌 통풍구와 같은 과압 이벤트에서 약한 지붕-쉘 이음매가 먼저 파손되어 탱크 본체가 파열되거나 탱크가 뜨기 전에 통풍되도록 설계되었습니다. 이 파손 지붕 철학은 폭발적인 하부 고장을 피하기 위해 제어된 방출을 수용합니다. 두 가지 철학은 두 가지 위험을 반영합니다. 압력 용기는 MAWP를 초과해서는 안 되며, 저장 탱크는 설계된 약점을 통해 방출되도록 허용됩니다. 둘 다 통풍이 필요하지만 엔지니어링 의도는 반대입니다.
• 검사, 유지 보수 및 부식 관리: 압력 용기는 법정 현장 검사를 고정된 간격으로 받으며, 관할권 및 위험에 따라 종종 1-10년마다 내부 검사, 두께 조사 및 잔여 부식 허용량에 대한 평가를 받습니다. 기록은 명판 및 제조업체 데이터 보고서에 보관됩니다. 저장 탱크는 유사한 위험 기반으로 검사되지만 초점이 다릅니다. 쉘 및 지붕의 외부 검사, 진공 상자 또는 자기 누설 탐상으로 바닥의 내부 검사, 음극 보호 테스트 및 침하 재조사. 둘 다 원래 두께에 내장된 부식 허용량에 의존하지만, 탱크의 넓은 젖은 바닥은 탱크 하부 부식 및 2차 격납을 주요 관심사로 만드는 반면, 용기의 관심사는 압력 하에서의 균일하고 국부적인 벽 얇아짐입니다.

압력 용기 대 저장 탱크 비교 매트릭스

자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 탱크는 어느 압력에서 압력 용기가 되나요?

A: 적용되는 코드와 관할권에 따라 임계값이 다르기 때문에 단일 보편적인 숫자는 없습니다. 그러나 원칙은 일관됩니다. 용기가 대기압 이상의 유체를 담도록 의도되면 압력 용기로 규제되며 ASME VIII와 같은 압력 장비 코드를 준수하고 명판이 부착되어 제작되어야 합니다. API 650에 따른 대기압 및 저압 저장 탱크는 파손 지붕이 있는 사실상 제로 게이지 압력으로 설계되었으며, 공정 압력이 해당 범위를 초과하는 곳에서 사용하는 것은 안전하지 않으며 규정을 준수하지 않습니다. 실제로 몇 십분의 1 바 이상의 게이지 압력으로 작동하는 모든 공기 수신기, 공정 버퍼, 분리기 또는 반응기는 압력 용기로 취급되며, 신중한 규칙은 작동 평균이 아니라 가열에 의해 생성되는 증기압을 포함한 최대 예상 작동 압력으로 분류하는 것입니다.

Q: 저장 탱크가 충분히 튼튼하다면 압력 용기로 사용할 수 있나요?

A: 아니요, 그 이유는 기계적인 이유보다는 규제적인 이유 때문입니다. API 650에 따라 제작된 탱크는 압력 서비스용으로 설계, 문서화 또는 스탬프되지 않았으므로 쉘이 충분히 두껍더라도 압력 용기에 필요한 코드 계산, 조인트 효율 기반, 방사선 검사, 릴리프 크기 조정 및 명판이 부족하므로 보험에 가입하거나 하나로 시운전할 수 없습니다. 더 중요한 것은 지붕이 의도적으로 약점이기 때문에 압력 하에서 가장 먼저 파손되는 부분이 실제로 유지해야 하는 부분입니다. 공정에 압력이 필요한 경우 올바른 답변은 보강된 탱크가 아니라 ASME VIII(또는 PED/GB150)에 따라 제작된 용기입니다. 코드 스탬프는 설계가 실제로 수행되고 검증되었음을 인증하는 것이기 때문입니다.

Q: 저장 탱크에 파손 지붕이 있는 이유는 무엇인가요?

A: 파손 지붕은 고장 순서를 반전시키는 의도적인 안전 기능입니다. 화재, 막힌 통풍구 또는 비등 이벤트로 인해 과압된 휘발성 액체를 담고 있는 대형 대기압 탱크는 그렇지 않으면 쉘-바닥 이음매에서 파열되어 전체 탱크를 기초에서 들어 올려 대규모 유출을 일으킬 수 있습니다. 지붕-쉘 이음매를 가장 약한 연결고리로 만듦으로써 표준은 지붕이 먼저 벗겨져 압력과 증기를 통풍시키고, 쉘과 기초를 보호하고 훨씬 더 위험한 치명적인 고장을 방지하기 위해 지붕을 희생시킵니다. 이는 압력을 유지하고 크기가 조정된 릴리프 장치를 통해서만 방출해야 하는 압력 용기의 반대 철학입니다. 탱크는 설계된 약점을 통한 제어된 방출을 수용합니다.

Q: 압력 용기와 저장 탱크 중 어느 것이 더 엄격한 검사가 필요한가요?

A: 두 가지 모두 다른 방식으로 엄격한 검사가 필요하며 둘 다 선택 사항이 아닙니다. 압력 용기는 제작 중에 방사선 검사 10-100%의 이음매, 필요한 경우 용접 후 열처리 및 MAWP의 1.3배 수압 테스트를 포함하는 코드로 검사된 다음, 규제된 간격으로 내부 조사 및 부식 허용량에 대한 두께 측정을 통해 현장에서 검사됩니다. 저장 탱크는 약 25-50mm 이내의 기초 침하, 쉘 원형, 지붕 상태 및 중요하게는 진공 상자 또는 자기 누설 탐상으로 바닥 무결성에 대해 검사됩니다. 누출되는 바닥이 가장 심각한 고장이기 때문입니다. 따라서 용기는 압력 유지 무결성을 위해 검사되고 탱크는 격납 및 침하를 위해 검사됩니다. 규정을 준수하는 공장은 둘 중 하나를 낮은 우선 순위로 취급하는 대신 두 프로그램 모두 실행합니다.