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스팀트랩의 문제

증기와 응축수 배관의 에로죤

에로죤은 물체를 통과할 때 발생하는 일반적인 마모현상 입니다. 이번 내용에서는 증기 배관과 응축수 배관에서 발생하는 에로죤으로 인한 증기누설등의 문제에 초점을 맞추도록 하겠습니다.

배관의 에로죤으로 인해 발생하는 증기의 누설

증기와 응축수 배관의 에로죤

배관의 핀홀은 증기의 누설은 물론 안전상으로도 문제가 됩니다. 이 핀홀의 발생 원인은 배관의 내부에서 서서히 진행되는 에로죤의 가능성이 큽니다.

에로죤 발생의 원인은 무었인가?

증기에 포함되어 있는 수분이나 배출되지 못한 응축수는 배관내에서 빠른 속도로 움직여 에로죤을 발생하는 치명적인 원인이 됩니다. 배관에 가해지는 반복적인 충격은, 빠른 속도와 양의 충격으로 쇠를 자르는 물분사절단과 같은 원리입니다.

에로죤이 발생하는 장소는 이미 배관의 표면이 손상된 상태입니다. 이 부분에서는 전기 화학적부식(코로죤)의 진행이 빨라집니다. 이와 같이 에로죤은 코로죤과 같이 진행되게 됩니다.

에로죤으로 발생하는 배관의 파손

재질에 따라 에로죤에 대한 저항력은 틀립니다. 비용이나 설치등의 이유로 탄소강 재질의 배관이 많이 사용되지만, 스테인레스 배관에 비하면 에로죤에 약합니다. 스테인레스 배관은 의약관계등의 클린 스팀에 주로 사용됩니다.

배관에서 발생하는 에로죤

증기와 응축수 배관의 에로죤

배관의 내면에 수적이 부딫히는 것으로 내면은 천천히 침식되게 됩니다.

스테인레스 배관을 사용하는 것 보다는 못하지만 탄소강배관의 표면에 보호피막을 입히는 것은 부식의 진행 속도를 늦추어 코로죤을 막는데 도움이 됩니다.

하지만 에로죤이 발생하게 되면 코로죤은 상당히 빠른 속도록 진행이 되게 됩니다. 이유는 내부 표면의 보호피막 또한 에로죤에 의해 침식되기 때문에 단시간에 배관이 약해지는 결과를 초래하게 됩니다.

증기와 응축수 배관에서 발생하는 다른 원인의 에로죤

증기배관이나 응축수 회수배관에서 발생하는 에로죤에는 물과 응축수의 원인 이외에도 다른 에로죤이 존재합니다.

응축수 회수 배관에서 발생하는 에로죤은 응축수에서 압력차에 따라 발생하는 재증발 증기가 원이 되는 경우가 있습니다. 재증발 증기가 발생을 하는 것으로 응축수 회수 배관내부는 습증기로 가득 차게 되며 습증기는 큰 체적으로 빠르게 움직이기 때문에 에로죤이 발생하게 됩니다. 이런 종류의 에로죤을 플래싱 에로죤이라고 부릅니다.

플래싱 에로죤은 2개의 요인에 의해서 악화 됩니다.

  • 응축수 회수 배관의 사이즈가 작아 빠른 유속이 형성되는 경우
  • 응축수의 온도가 낮아짐에 따라 발생하는 탄산

또 케비테이션 에로죤이 발생할 가능성이 있습니다. 케비테이션 에로죤이란 갑작스런 체적의 변화에 의해 발생 하는데 재증발 증기가 급속히 응축을 할때의 충격으로 에로죤이 발생하는 것 입니다.

응축수 배관에서 발생하는 재증발 증기로 인해 배관내의 유속이 빨라 지거나 워터햄머가 발생하게 됩니다. 이는 증기와 응축수의 체적의 차이 때문이며 결과 적으로 에로죤이 발생합니다.

에로죤의 대책

응축수 회수 배관의 에로죤 대책

응축수 회수 배관을 선정할 때에는 응축수와 재증발 증기가 공존을 한다 라는 것으로 전제로 하여 사이즈를 정해야 합니다.

응축수의 배출량을 시간당의 평균치로 계산을 하여 사이즈를 선정 하는것 또한 주의를 해야 합니다. 스팀트랩에 따라서는 간헐적으로 작동하는 스팀트랩이 있습니다. 이 스팀트랩들은 간헐적으로 작동하여 배출하는 응축수의 양을 시간당의 평균으로 계산한 것 이기 때문에 실제로는 타이밍에 따라 평균보다 많은양의 응축수가 배출되어 배관내의 유속이 빨라지는 원인이 됩니다.

간헐적 작동의 스팀트랩

증기와 응축수 배관의 에로죤

간헐적으로 작동하는 스팀트랩의 2차측에서는 에로죤이 발생할 가능성이 높아 집니다.

이것을 막기 위해서는 가능한 배관의 사이즈를 크게하며 엘보의 갯수를 줄이는 것이 효과적 입니다. 그리고 응축수의 연속 배출이 가능한 스팀트랩을 설치할 필요가 있습니다.

증기 공급배관에서의 에로죤 대책

증기 공급배관에서의 에로죤의 대책은 명확합니다. 증기중의 응축수를 분리하는것 입니다. 응축수를 효과적으로 분리 하기 위해서는 세퍼레이터가 필요합니다. 세퍼레이터에 대해서는 증기 세퍼레이터 에서 설명하겠습니다.

증기 세퍼레이터

증기와 응축수 배관의 에로죤

증기에 섞여있는 응축수는 세퍼레이터를 통하여 분리됩니다.

보일러에서 만들어 지는 증기는 과열증기가 아닌 이상 건도가 높다고 하더라도 어느정도의 습도가 포함이 되어 있습니다. 또 배관에서의 방열로스로 인해 응축수가 발생하게 됩니다. 때문에 적절하게 배관을 구성 할 것과 세퍼레이터, 스팀트랩을 설치 하는것이 중요 합니다.