KR100589824B1 - 미압 안전밸브의 성능시험장비 - Google Patents

미압 안전밸브의 성능시험장비 Download PDF

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KR100589824B1
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Abstract

본 발명은 안전밸브의 작동압력을 측정하여, 안전밸브의 설정압력과 상호 비교를 통해 안전밸브의 작동압력이 설정압력 범위에 있도록 작동압력을 조절하거나, 안전밸브의 작동압력범위 이상에서 안전밸브 미작동시 누설 또는 밸브 부속품의 손상 등의 결함부분을 판별하여 밸브의 사용 유무를 판별할 수 있으며, 현장에서 직접 측정하여 중량물의 밸브를 이송하는데 발생되는 이송비용 및 정비소요시간을 줄일 수 있는 미압 안전밸브의 성능시험장비에 관한 것이다.
본 발명에 따른 미압 안전밸브의 성능시험장비는, 미압 안전밸브의 성능을 시험하기 위한 미압 안전밸브의 성능시험장비에 있어서, 질소가 주입되는 질소주입부와, 이 질소를 개폐하는 제 1 게이트 밸브와, 질소압력을 1차적으로 감압시키는 제 1 압력조절기와, 감압된 질소압력을 2차 감압시키는 제 2 압력조절기와, 감압된 질소를 개폐하는 제 2 게이트 밸브와, 미압 안전밸브의 주입부로 배출되는 질소배출부와, 제 2 게이트밸브와 질소배출부 사이에 설치되어 질소의 일부가 분배되는 제 1 포트밸브와, 이 일부 질소압력을 전기적신호로 바꾸는 압력변환기와, 이 전기적신호를 받아 압력을 측정하는 압력기록계, 및 파일럿밸브를 작동시키기 위해 미압 안전밸브의 배출부로 상기 제 2 게이트 밸브가 서서히 개방되어 주입된 질소를 배출시키는 제 2 포트밸브 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
미압 안전밸브, 성능시험장비, 압력변환기, 압력기록계, 압력조절기

Description

미압 안전밸브의 성능시험장비{Equipment for pressure testing of safety valve}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미압 안전밸브의 성능시험장비를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미압 안전밸브의 성능시험장비를 나타내는 정면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미압 안전밸브의 성능시험장비를 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미압 안전밸브의 성능시험장비의 사용상태도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
1: 질소주입부 2: 제 1 게이트밸브
3: 제 1 압력계 4: 제 1 압력조절기
5: 제 2 압력계 6: 제 2 압력조절기
7: 제 3 압력계 8: 제 2 게이트밸브
9: 제 1 포트밸브 10: 압력변환기
11: 압력기록계 12: 질소배출부
13: 미압안전밸브 14: 제 2 포트밸브
15: 드레인밸브
본 발명은 저장용 탱크, 특히, LNG 저장탱크의 과압에 의한 사고를 방지하는 미압 안전밸브의 성능시험장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 미압 안전밸브의 작동압력을 측정하여, 미압 안전밸브의 설정압력과 상호 비교를 통해 미압 안전밸브의 작동압력이 설정압력 범위에 있도록 작동압력을 조절하거나, 미압 안전밸브의 작동압력범위 이상에서 안전밸브 미작동시 누설 또는 밸브 부속품의 손상 등의 결함부분을 판별하여 밸브의 사용 유무를 판별할 수 있는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 특정설비에서 사용되는 미압 안전밸브는 설비에 따라 다양한 장소에 설치되어 있다.
이러한, 미압 안전밸브는, 설비의 압력이 미압 안전밸브의 설정압력 이상이 될 경우에 이 미압 안전밸브가 작동하여 설비에 과다한 압력이 생성되는 것을 방지하게 되어 기타 부품의 손상을 방지하는 역할을 하게 된다.
이 미압 안전밸브가 누설되거나 밸브 시트 등의 부품 손상시에는 제 역할을 하지 못하게 된다. 이러한 누설이나 안전밸브의 부품 손상을 검사하기 위해서는 이를 분리하여 점검이나 보수를 수행하게 되는데, 종래에는 이 안전밸브를 점검 및 보수 대리점으로 이송하여 점검 및 보수를 함으로써 이송의 불편함이 생기게 되는 문제점이 있었다.
특히, LNG 저장탱크에 설치되어져 있는 미압 안전밸브는 고중량이기 때문에, 밸브의 누설 결함 및 작동압력을 점검시에 이 안전밸브를 이송하는데 발생되는 비용을 야기시키게 된다. 또한, 이송하여 점검 및 보수를 하게 됨으로써, 점검 및 보수의 시간이 많이 소요되며, 중요설비인 경우에는 생산 중단으로 인한 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 미압 안전밸브에서 발생되는 중요 결함 중의 하나인 작동압력을 현장에서 측정함으로써 미압 안전밸브의 점검 및 보수를 할 수 있도록 하며, 미압 안전밸브의 설정압력 상태를 성능시험장비를 이용하여 작동압력을 확인하고 설정압력에 오차가 발생했을 때 미압 안전밸브의 설정압력에 맞게 교정을 현장에서 수행할 수 있는 미압 안전밸브의 성능시험장비를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, LNG 저장탱크의 과도압력에 대해 미압 안전밸브의 설정압력범위를 초과시 작동되어 탱크압력을 제어하여 일정압력을 유지하는 미압 안전밸브의 성능을 시험하기 위한 미압 안전밸브의 성능시험장비에 있어서, 상기 탱크에 저장된 질소가 주입되는 질소주입부; 상기 질소주입부로 주입된 질소를 개폐하는 제 1 게이트 밸브와, 상기 제 1 게이트 밸브가 개방되어 주입된 질소의 압력을 1차적으로 감압시키는 제 1 압력조절기와, 상기 제 1 압력조절기로부터 감압된 질소의 압력을 2차적으로 감압시키는 제 2 압력조절기와, 상기 제 2 압력조절기로부터 감압된 질소를 개폐하는 제 2 게이트 밸브와, 상기 제 2 게이트 밸브가 서서히 개방되어 주입된 질소가 상기 미압 안전밸브의 주입부로 배출되도록 하는 질소배출부와, 상기 제 2 게이트밸브와 상기 질소배출부 사이에 설치되어 주입된 질소의 일부가 분배될 수 있도록 하는 제 1 포트밸브와, 상기 제 1 포트밸브로부터 분배된 일부 질소의 압력을 전기적 신호로 변환시키는 압력변환기와, 상기 압력변환기로부터 변환된 전기적 신호를 받아 플로팅하는 압력기록계, 및 상기 제 2 게이트 밸브와 상기 제 1 포트밸브 사이에 설치되어 상기 미압 안전밸브의 설정압력이상에서 작동되는 파일럿밸브를 작동시키기 위해 미압 안전밸브의 배출부로 상기 제 2 게이트 밸브가 서서히 개방되어 주입된 질소를 배출시키는 제 2 포트밸브를 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 게이트밸브와 상기 제 1 압력조절기 사이에 설치되어 주입되는 질소의 압력을 측정하는 제 1 압력계와, 상기 제 1 압력조절기와 상기 제 2 압력조절기 사이에 설치되어 1차 감압된 질소의 압력을 측정하는 제 2 압력계, 및 상기 제 2 압력조절기와 상기 제 2 게이트밸브 사이에 설치되어 2차 감압된 질소의 압력을 측정하는 제 3 압력계를 더 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 압력조절기는 주입된 질소의 압력을 약 1 ~ 5 kg/cm2의 압력범위 로 감압되며, 상기 제 2 압력조절기는 1차 감압된 질소의 압력을 약 0.1 ~ 0.5 kg/cm2의 압력범위로 감압된다.
상기 제 2 게이트밸브와 상기 질소배출부 사이에 설치되어, 성능시험 및 재성능시험 전에 상기 제 2 게이트밸브와 상기 미압 안전밸브사이에 주입된 질소를 배출시키는 드레인밸브를 더 포함하여 이루어진다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 미압 안전밸브의 성능시험장비의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 미압 안전밸브의 성능시험장비의 구성이 사시도로 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 미압 안전밸브의 성능시험장비의 구성이 정면도로 도시되어 있다. 그리고, 도 3에는 본 발명의 실시예에 따른 미압 안전밸브의 성능시험장비의 구성이 블록도로 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 미압 안전밸브의 성능시험 장비는 압력용기에 저장된 질소가 주입되는 질소주입부(1), 주입된 질소를 개폐하는 제 1 게이트밸브(2), 개방된 질소의 압력을 1차 감압시키는 제 1 압력조절기(4), 1차 감압된 질소의 압력을 2차 감압시키는 제 2 압력조절기(6), 2차 감압된 질소를 개폐하는 제 2 게이트밸브(8), 2차 감압된 질소의 압력을 분기하여 측정하기 위한 제 1 포트밸브(9), 분기된 질소의 압력을 전기적 신호로 변환시키는 압력변환기(10), 전기적신호를 받아 플로팅하는 압력기록계(11), 2차 감압된 질소를 미압 안전밸브의 주입부로 배출되는 질소배출부(12), 상기 제 2 게이트 밸브와 상기 제 1 포트밸브 사이에 설치되어 파일럿밸브를 작동시키기 위해 미압 안전밸브의 배출부로 2차 감압된 질소를 배출시키는 제 2 포트밸브(14)로 구성된다.
압력용기, 특히, LNG 저장탱크의 과다압력을 제어하는 미압 안전밸브의 성능을 시험하기 위해 압력용기에 설치된 개폐밸브에서 질소가 개방되어 상기 질소주입부(1)로 주입되고, 상기 질소주입부(1)로 주입된 질소는 제 1 게이트밸브(2)에 의해 개폐된다. 이때, LNG 저장탱크의 개폐밸브에 의해 개방되어 제 1 게이트밸브(2)에 의해 개방된 질소의 압력은 약 8 ~ 11 kg/cm2이 되는데 이 질소의 압력을 측정하기 위해 제 1 게이트밸브(2)와 상기 제 1 압력조절기(4)의 사이에 제 1 압력계(3)를 설치하여, 상기 제 1 게이트밸브(2)로부터 질소가 개방되는지의 여부를 확인할 수 있도록 한다.
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상기 제 1 압력조절기(4)는 질소의 유량을 제어하는 방식으로 질소의 압력을 감압시키는 역할을 하는데, 이 압력조절기는 주입된 질소의 압력을 약 1.5 ~ 3 kg/cm2의 범위로 1차 감압시키게 된다. 이때, 이 1차 감압된 질소의 압력을 측정하기 위해 상기 제 1 압력조절기(4)와 상기 제 2 압력조절기(6)의 사이에 제 2 압력계(5)를 설치하여, 상기 제 1 압력조절기(4)의 감압 및 누설여부를 확인할 수 있도록 한다.
상기 제 2 압력조절기(6)는 상기 제 1 압력조절기(4)와 마찬가지로 질소의 유량을 제어하는 방식으로 질소의 압력을 감압시키는 역할을 하는데, 이 압력조절기는 1차 감압된 질소의 압력을 약 0.2 ~ 0.3 kg/cm2의 미소 압력범위로 2차 감압시 키게 된다. 이때, 이 2차 감압된 질소의 압력을 측정하기 위해 상기 제 2 압력조절기(6)와 상기 제 2 게이트밸브(8)의 사이에 제 3 압력계(7)를 설치하여, 상기 제 2 압력조절기(6)의 감압 및 누설여부를 확인할 수 있도록 한다.
상기와 같이 2차 감압된 질소 압력은 아주 낮은 압력인 0.2 ~ 0.3 kg/cm2의 미소 압력범위로 미세하게 조정하여야 하므로 제 1 압력조절기(4)만으로는 미소압력범위를 얻기가 쉽지 않기 때문에 2차 감압된 압력이 아주 낮은 미소압력을 갖도록 하기 위해 두 개의 압력조절기(4, 6)를 사용하여 2차 감압된 질소의 압력을 원하는 압력으로 조절할 수 있다.
상기 2차 감압된 질소는 상기 제 2 게이트밸브(8)에 도달하게 된다. 이 질소는 상기 제 2 게이트밸브(8)를 서서히 개방하게 되면 상기 제 1 포트밸브(9)에 도달되어, 분기된다. 이 분기된 질소의 압력을 받아 해당 질소의 압력을 전기적 신호로 바꾸어주는 압력변환기(PRESSURE TRANSMITTER)(10)에 의해 변환되며, 이 변환된 전기적 신호를 받아 출력형태로 플로팅하여 압력을 측정할 수 있도록 하는 압력기록계(11)에 의해 기록되어 측정된다.
이 질소는 상기 질소배출부(12)로 배출되어 미압 안전밸브(13)의 주입부(13a)로 주입되게 된다. 이때, 미압 안전밸브(13)의 상부에 설치된 파일럿밸브(13b)는 미리 설정된 압력(2차 감압된 질소의 압력인 약 0.2 ~ 0.3 kg/cm2의 미소 압력범위의 값, 예를 들어 0.275 kg/cm2)이상이 되면 작동되며, 파일럿밸브(13b)를 작동시키기 위해 제 2 포트밸브(14)를 통해 2차 감압시킨 질소를 미압 안전밸브의 배출부(13c)로 배출시킨다.
상기 제 2 게이트 밸브가 서서히 개방되어 주입된 2차 감압된 질소의 압력은 상기 압력기록계(11)에 의해 측정된다.
예를 들어 파일럿밸브(13b)를 작동시키기 위한 미리 설정된 압력이 0.275kg/cm2이라하면 2차 감압된 질소의 압력을 서서히 증가시켜 0.275kg/cm2이상의 압력을 인가하더라도 압력기록계(11)의 측정치가 0.275kg/cm2의 값을 유지하고 있다면 상기 미압 안전밸브(13)는 정상적으로 동작하고 있음을 알 수 있다. 그러나 2차 감압된 질소의 압력을 서서히 증가시키더라도 압력기록계(11)의 측정치가0.275kg/cm2보다 작은 값을 유지하고 있다면 미압 안전밸브(13)의 설정 압력이 낮게 설정되었거나 미압 안전밸브의 누설 또는 밸브 부품의 손상여부가 있는 것임을 알 수 있다. 미압 안전밸브(13)의 설정 압력이 낮게 설정되었을 경우에는 사용자는 파일럿밸브(13b)에 부착되어 있는 압력 조절용 나사(미도시)를 시계 방향으로 조금씩 돌려주어 설정 압력을 높게 설정해 준다. 상기와 같은 방법에 의해 미압 안전밸브는 손상되지 않고 단지 미압 안전밸브(13)의 설정 압력이 원하는 압력인 0.275kg/cm2보다 높게 설정되어 있다면 압력기록계(11)의 측정치는 설정 압력까지 증가한 후 설정 압력을 유지하게 되므로 사용자는 파일럿밸브(13b)에 부착되어 있는 압력 조절용 나사(미도시)를 반시계 방향으로 조금씩 돌려주어 설정 압력을 낮게 설정해 준다.
상기와 같은 방법에 의해 미압 안전밸브의 설정 압력을 조정하여 사용자가 원하는 미압 안전밸브의 작동압력을 조정할 수 있으며, 미압 안전밸브의 누설 또는 밸브 부품의 손상여부를 판단할 수 있다.
상기 드레인밸브(15)는 성능시험종료나 성능시험 및 재성능시험 전에 배관내의 질소를 배출하도록 하는 역할을 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미압 안전밸브의 성능시험장비의 사용상태도를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미압 안전밸브의 성능시험장비를 이용하여 사용자는 다음과 같은 과정으로 미압 안전밸브의 성능을 시험하여 미압 안전밸브의 설정압력 재조정 및 누설, 밸브부품의 손상여부를 판정하여 점검 및 보수의 용도로 사용하게 된다.
먼저, 드레인밸브를 통해 배관내의 질소를 배출시켜 압력을 강하시킨 다음, 압력용기의 배출부와 상기 질소주입부(1)와 연결하고, 미압 안전밸브(13)의 주입부(13a)와 상기 질소배출부(12)를 연결하며, 상기 압력변환기(10)와 상기 압력기록계(11)를 연결한다.
다음, 압력탱크의 배출부측에 설치된 개폐밸브를 개방시킨 후에, 이 개방된 질소를 질소주입부(1)로 주입한다. 제 1 게이트밸브(2)를 개방하여 질소주입부(1)로 주입된 질소는 제 1 압력조절기(4)를 통해 1차 감압하게 된다. 다음 1 차 감압된 질소는 제 2 압력조절기(6)를 통해 2차 감압하게 된다. 이 2차 감압된 질소는 제 2 게이트밸브(8)에 도달된다.
다음, 제 2 게이트밸브(8)을 서서히 개방하게 되면, 이 게이트밸브를 통과한 질소는 제 1 포트밸브(9)에서 분기되는데, 일부는 압력변환기(10)로 전달되어 압력신호가 전기신호로 바뀌게 되며 이 전기신호에 의해 압력기록계(11)에서 플로팅되어 압력을 측정하게 되며, 나머지는 질소배출부(12)로 배출되게 된다.
다음, 배출된 이 질소는 미압 안전밸브(13)의 주입부(13a)로 주입된다. 이 주입된 질소에 의해 미압 안전밸브는 동작을 하며, 미압 안전밸브의 상부에 설치된 파일럿밸브(13b)는 설정압력이상이 되면 작동하게 되는데, 파일럿밸브는 제 2 포트밸브(14)와 미압 안전밸브의 배출부(13c)를 통해 2차 감압된 질소에 의해 작동된다.
제 2 게이트밸브가 개방되어 측정된 질소의 압력에 의해 미압 안전밸브의 작동상태나 누설유무 등을 점검할 수 있게 된다.
다음, 성능시험이 종료되거나, 재성능시험 전에 드레인밸브(15)를 통해 배관내의 질소를 배출하여 압력을 강하시킨다.
따라서, 미압 안전밸브의 성능시험장비는 전술한 방법을 통해 현장에서 설치하고 미압 안전밸브의 성능을 시험하여 현장에서 직접 정비할 수 있는 장점이 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 각종 특정설비에 사용되는 미압 안전밸브의 작동압력 테스트 및 누설 유무를 현장에서 쉽게 측정하고 정비할 수 있으며, 중량물의 밸브를 이송하는데 발생되는 이송비용을 줄일 수 있고, 정비에 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 또한, 사용상의 편리함을 제공하여 생산성 향상과 기계장치의 수명을 최대한 연장할 수 있으며, 장비를 반영구적으로 사용할 수 있다. 또, 중요설비인 경우 생산 중단으로 인한 경제적 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. LNG 저장탱크의 과도압력에 대해 미압 안전밸브의 설정압력범위를 초과시 작동되어 탱크압력을 제어하여 일정압력을 유지하는 미압 안전밸브의 성능을 시험하기 위한 미압 안전밸브의 성능시험장비에 있어서,
    상기 탱크에 저장된 질소가 주입되는 질소주입부;
    상기 질소주입부로 주입된 질소를 개폐하는 제 1 게이트 밸브;
    상기 제 1 게이트 밸브가 개방되어 주입된 질소의 압력을 1차적으로 감압시키는 제 1 압력조절기;
    상기 제 1 압력조절기로부터 감압된 질소의 압력을 2차 감압시키는 제 2 압력조절기;
    상기 제 2 압력조절기로부터 감압된 질소를 개폐하는 제 2 게이트 밸브;
    상기 제 2 게이트 밸브가 서서히 개방되어 주입된 질소가 상기 미압 안전밸브의 주입부로 배출되도록 하는 질소배출부;
    상기 제 2 게이트밸브와 상기 질소배출부 사이에 설치되어 주입된 질소의 일부가 분배될 수 있도록 하는 제 1 포트밸브;
    상기 제 1 포트밸브로부터 분배된 일부 질소의 압력을 전기적 신호로 변환시키는 압력변환기;
    상기 압력변환기로부터 변환된 전기적 신호를 받아 플로팅하는 압력기록계; 및
    상기 제 2 게이트 밸브와 상기 제 1 포트밸브 사이에 설치되어, 상기 미압 안전밸브의 설정압력이상에서 작동되는 파일럿밸브를 작동시키기 위해 미압 안전밸브의 배출부로 상기 제 2 게이트 밸브가 서서히 개방되어 주입된 질소를 배출시키는 제 2 포트밸브를 포함하여 이루어지며, 압력기록계에 기록측정된 질소압력과 미압 안전밸브가 작동되는 설정압력과의 상호 비교를 통해 미압 안전밸브의 작동압력이 설정압력 범위에 있도록 미압 안전밸브의 작동압력을 조절하거나, 미압 안전밸브의 작동압력범위 이상에서 안전밸브 미작동시 누설 또는 밸브 부속품의 손상 등의 결함부분을 판별하여 밸브의 계속 사용 유무를 판별할 수 있도록 하는 미압 안전밸브의 성능시험장비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 게이트밸브와 상기 1 차 압력조절기 사이에 설치되어 주입되는 질소의 압력을 측정하는 제 1 압력계와,
    상기 제 1 압력조절기와 상기 제 2 압력조절기 사이에 설치되어 1차 감압된 질소의 압력을 측정하는 제 2 압력계, 및
    상기 제 2 압력조절기와 상기 제 2 게이트밸브 사이에 설치되어 2차 감압된 질소의 압력을 측정하는 제 3 압력계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미압 안전밸브의 성능시험장비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 압력조절기는 주입된 질소의 압력을 약 1 내지 5 kg/cm2의 압력범위로 감압되며,
    상기 제 2 압력조절기는 1차 감압된 질소의 압력을 약 0.1 내지 0.5 kg/cm2의 압력범위로 감압되는 것을 특징으로 하는 미압 안전밸브의 성능시험장비.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 게이트밸브와 상기 질소배출부 사이에 설치되어, 성능시험 및 재성능시험 전에 상기 제 2 게이트밸브와 상기 미압 안전밸브사이에 주입된 질소를 배출시키는 드레인밸브를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미압 안전밸브의 성능시험장비.
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