KR102655356B1 - Accelerated life tester for hydrogen metal pipes - Google Patents

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KR102655356B1
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신현국
김정환
이화영
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한국가스안전공사
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Abstract

본 발명은 수소 가스가 이송하는 금속배관에 압력변화에 따른 스트레스를 인가하여 가속수명을 시험하기 위한 수소 금속배관의 가속수명 시험기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기는 배관시험편이 수용되며 수용된 배관시험편의 내부로 수소를 공급하는 공급구가 형성된 시험실린더, 및 상기 시험실린더의 단부에 설치되어 상기 시험실린더를 통해 상기 배관시험편의 내부로 공급하는 수소의 압력을 가감하는 형태로 상기 배관시험편에 압력스트레스를 제공하는 스트레스제공부를 포함하고, 상기 스트레스제공부는 상기 시험실린더의 단부에 결합되는 압력하우징, 및 상기 압력하우징의 내부에서 슬라이딩 이동하며, 상기 배관시험편의 내부로 공급된 수소를 직접 가압하는 형태로 상기 배관시험편에 압력스트레스를 제공하는 가압피스톤을 포함한다. 따라서, 신속하고 정확한 가속수명 시험이 가능하다.The present invention relates to an accelerated life tester for hydrogen metal pipes for testing the accelerated life of metal pipes through which hydrogen gas is transported by applying stress according to pressure changes to the metal pipes. The accelerated life tester for hydrogen metal pipes according to an embodiment of the present invention includes a test cylinder in which a pipe test piece is accommodated and a supply port formed to supply hydrogen into the interior of the accommodated pipe test piece, and is installed at the end of the test cylinder to It includes a stress provider that provides pressure stress to the pipe test piece in the form of increasing or decreasing the pressure of hydrogen supplied into the interior of the pipe test piece, and the stress provider includes a pressure housing coupled to the end of the test cylinder, and the pressure. It includes a pressurizing piston that slides inside the housing and provides pressure stress to the piping test piece in the form of directly pressurizing hydrogen supplied into the interior of the piping test piece. Therefore, rapid and accurate accelerated life testing is possible.

Description

수소 금속배관의 가속수명 시험기{Accelerated life tester for hydrogen metal pipes}Accelerated life tester for hydrogen metal pipes}

본 발명은 수소 가스가 이송하는 금속배관에 압력변화에 따른 스트레스를 인가하여 가속수명을 시험하기 위한 수소 금속배관의 가속수명 시험기에 관한 것이다. The present invention relates to an accelerated life tester for hydrogen metal pipes for testing the accelerated life of metal pipes through which hydrogen gas is transported by applying stress according to pressure changes to the metal pipes.

일반적으로 수소는 지구상에 가장 많은 원소로서, 무독, 무색, 무취의 가스로 자원의 제약이 없고, 연소 시에 환경유해 부산물이 발생하지 않아 청정연료로 사용된다.In general, hydrogen is the most abundant element on Earth. It is a non-toxic, colorless, and odorless gas that has no resource limitations and does not produce environmentally harmful by-products during combustion, so it is used as a clean fuel.

수소는 상온에서 기체 상태로 에너지 밀도가 낮아 액체 연료에 비해 저장과 운반이 불편하고, 수소가 유출되는 경우 작은 불씨에 쉽게 점화되면서 폭발의 위험성이 있다.Hydrogen is in a gaseous state at room temperature and has a low energy density, making it inconvenient to store and transport compared to liquid fuel. If hydrogen leaks, it is easily ignited by a small spark and poses a risk of explosion.

이에 따라 수소를 이송하기 위한 배관은 일반 배관보다는 내구성이 높으며, 내수소취성을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하기 때문에 수소를 이송하는 배관으로서 사용하기 위해서는 일반 배관보다는 혹독한 조건에서 시험을 수행해야 한다.Accordingly, piping for transporting hydrogen is more durable than general piping, and since it is desirable to use materials with hydrogen embrittlement resistance, tests must be performed under harsher conditions than general piping in order to be used as piping for transporting hydrogen.

한편, 배관을 시험하는 방법으로는 한국공개특허공보 제10-2016-0048487호(2016.5.4.공개)의 "기체 주입을 통한 배관 압력 테스트 장치"가 개시된 바가 있다.Meanwhile, as a method for testing pipes, "Pipe pressure test device through gas injection" has been disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2016-0048487 (published on May 4, 2016).

상기한 종래의 배관 압력 테스트 장치는 압력 테스트하고자 하는 배관에 연결되어 배관에 주입되는 물을 저장하는 수조 탱크; 상기 배관에 대하여 소정의 압력으로 물을 주입하는 펌프; 상기 수조 탱크에 주입되는 기체를 저장하는 기체 탱크; 및 상기 기체 탱크로부터 상기 수조 탱크에 기체를 주입하되, 상기 기체의 주입량 또는 압력을 제어하는 기체 주입 밸브를 포함한다. The conventional pipe pressure testing device described above includes a water tank connected to the pipe to be pressure tested and storing water injected into the pipe; a pump that injects water at a predetermined pressure into the pipe; a gas tank storing gas injected into the water tank; and a gas injection valve that injects gas from the gas tank into the water tank and controls the injection amount or pressure of the gas.

이와 같이 구성된 종래의 배관 압력 테스트 장치는 전력 사용 없이 기체를 주입하여 배관에 주입된 물을 가압하여 수압을 높이며, 전기 모터를 이용하지 않으므로 정전 상황의 대비가 가능하며, 또한 모터의 맥동에 따른 밸브 열림을 방지할 수 있으며, 상대적으로 수조 탱크의 규모를 줄일 수 있어 테스트 장치를 보다 소형화할 수 있었다.The conventional pipe pressure test device configured in this way increases the water pressure by pressurizing the water injected into the pipe by injecting gas without using power. It does not use an electric motor, so it is possible to prepare for a power outage situation, and also can test the valve according to the pulsation of the motor. It was possible to prevent opening, and the size of the water tank could be relatively reduced, making the test device more compact.

하지만, 종래의 배관 압력 테스트 장치는 배관에 직접적으로 수압을 증대시키기 위한 구성이 없을 뿐만 아니라, 수압을 가변하는 구성이 없기 때문에 혹독한 조건으로 배관을 시험할 수 없기 때문에 수소 배관과 같이 내구성을 필요로 하는 배관은 시험하기 어려운 문제점이 있었다.However, the conventional pipe pressure test device not only does not have a configuration to directly increase the water pressure in the pipe, but also does not have a configuration to change the water pressure, so it cannot test the pipe under harsh conditions, so it requires durability like hydrogen pipe. The piping used had the problem of being difficult to test.

또한, 종래의 배관 압력 테스트 장치는 시험하는 배관에 크랙이 발생하는 경우, 쉽게 수소가 유출될 수 있으며, 압력에 따른 배관의 변화를 제한하지 못해, 배관을 정확히 시험하기 어려울 뿐만 아니라, 압력의 변화에 따른 배관의 변화를 측정하기 어려운 문제점이 있었다.In addition, the conventional pipe pressure test device can easily cause hydrogen to leak out if a crack occurs in the pipe being tested, and cannot limit changes in the pipe according to pressure, making it difficult to accurately test the pipe and changes in pressure. There was a problem that it was difficult to measure changes in piping.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배관시험편을 시험실린더의 내부에 삽입한 상태로 시험하여 수소의 유출을 방지하며, 스트레스제공부를 통해 시험실린더의 내부에 수소의 압력을 가감하여 극한의 조건에서 배관시험편의 시험을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 직접적인 압력변화를 통해 신속하게 배관시험편에 압력변화를 제공함으로써, 신속하게 가속수명을 시험할 수 있는 수소 금속배관의 가속수명 시험기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and the problem to be solved by the present invention is to prevent the outflow of hydrogen by testing a pipe test piece inserted into the inside of a test cylinder, and to prevent the leakage of hydrogen from the test cylinder through a stress provider. Hydrogen not only allows testing of piping test pieces under extreme conditions by adding or subtracting the internal pressure of hydrogen, but also allows rapid accelerated life testing by quickly providing pressure changes to piping test pieces through direct pressure changes. The purpose is to provide an accelerated life tester for metal pipes.

또한, 본 발명은 배관시험편의 양측 둘레를 시험편패킹에 의해 기밀하여 수소의 유출을 최소화할 수 있는 수소 금속배관의 가속수명 시험기를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the purpose of the present invention is to provide an accelerated life tester for hydrogen metal pipes that can minimize hydrogen leakage by airtightening both sides of the pipe test piece by packing the test piece.

또한, 본 발명은 배관시험편을 수용하는 시험실린더를 제1 실린더하우징과 제2 실린더하우징을 결합하여 구성함으로써, 배관시험편을 용이하게 반입 또는 반출할 수 있는 수소 금속배관의 가속수명 시험기를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention provides an accelerated life tester for hydrogen metal pipes that can easily load or unload pipe test pieces by combining a first cylinder housing and a second cylinder housing to form a test cylinder accommodating a pipe test piece. The purpose.

또한, 본 발명은 배관시험편에 변형을 억제하는 팽창억제부재에 삽입하여 설치함으로써, 압력변화에 따라 배관시험편에 변형을 억제한 상태에서 시험을 수행함으로써, 정확하게 내구성을 측정할 수 있는 수소 금속배관의 가속수명 시험기를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is to insert and install an expansion suppression member that suppresses deformation of the pipe test piece, so that the durability of the hydrogen metal pipe can be accurately measured by performing a test while suppressing deformation of the pipe test piece according to pressure changes. The purpose is to provide an accelerated life tester.

또한, 본 발명은 압력에 따라 배관시험편의 변형이 가능하도록 변화감지공간부를 구성하여 압력에 따라 배관시험편의 변형발생에 따른 내구성을 시험할 수 있을 뿐만 아니라, 변화감지공간부에 측정유체를 충전하여 배관시험편이 팽창 또는 축소됨에 따라 유출입하는 측정유체량을 측정하는 형태로 배관시험편의 변형상태를 시험할 수 있는 수소 금속배관의 가속수명 시험기를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention configures a change sensing space to enable deformation of the piping test piece according to pressure, so that durability can be tested according to deformation of the piping test piece according to pressure, and the measurement fluid is filled in the change sensing space. The purpose is to provide an accelerated life tester for hydrogen metal pipes that can test the deformation state of a pipe test piece by measuring the amount of fluid flowing in and out as the pipe test piece expands or contracts.

또한, 본 발명은 변화감지공간부를 통해 유출입되는 작동유체에 포함된 수소를 유출감지센서에서 감지하여 수소유출을 최소화하고 수소유출에 따른 신속한 조치가 가능한 수소 금속배관의 가속수명 시험기를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the purpose of the present invention is to provide an accelerated life tester for hydrogen metal pipes that minimizes hydrogen leakage by detecting hydrogen contained in the working fluid flowing in and out through the change detection space with a leak detection sensor and allows prompt action in response to hydrogen leakage. Do it as

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기는 배관시험편이 수용되며 수용된 배관시험편의 내부로 수소를 공급하는 공급구가 형성된 시험실린더, 및 상기 시험실린더의 단부에 설치되어 상기 시험실린더를 통해 상기 배관시험편의 내부로 공급하는 수소의 압력을 가감하는 형태로 상기 배관시험편에 압력스트레스를 제공하는 스트레스제공부를 포함하고, 상기 스트레스제공부는 상기 시험실린더의 단부에 내부 공간이 상호 연통되도록 결합되는 압력하우징, 및 상기 압력하우징의 내부에서 슬라이딩 이동하며, 상기 배관시험편의 내부로 공급된 수소를 직접 가압하여 연통된 내부공간을 통해 상기 배관시험편에 압력스트레스를 제공하는 가압피스톤을 포함한다.The accelerated life tester for hydrogen metal pipe according to an embodiment of the present invention for achieving the above-described task includes a test cylinder in which a pipe test piece is accommodated and a supply port for supplying hydrogen into the interior of the accommodated pipe test piece, and an end of the test cylinder. It includes a stress provider installed in the test cylinder to provide pressure stress to the pipe test piece in the form of adding or subtracting the pressure of hydrogen supplied into the interior of the pipe test piece, and the stress provider is located inside the end of the test cylinder. A pressure housing coupled so that the spaces communicate with each other, and a pressurizer that slides inside the pressure housing and directly pressurizes the hydrogen supplied into the interior of the pipe test piece to provide pressure stress to the pipe test piece through the communicated internal space. Includes piston.

상기 시험실린더에 반입된 상기 배관시험편의 양단의 둘레를 기밀하여 상기 배관시험편으로 공급되는 수소의 유출을 차단하는 시험편패킹을 포함할 수 있다.It may include a test piece packing that seals the circumference of both ends of the pipe test piece brought into the test cylinder and blocks the outflow of hydrogen supplied to the pipe test piece.

상기 배관시험편이 압력스트레스의 압력에 의해 팽창변형하는 것을 방지하도록 상기 배관시험편과 상기 시험실린더의 사이로 삽입되는 팽창억제부재를 포함할 수 있다.It may include an expansion suppression member inserted between the piping test piece and the test cylinder to prevent the piping test piece from expanding and deforming due to pressure stress.

상기 시험실린더는 상기 배관시험편을 상기 시험실린더에 용이하게 반입 또는 반출하도록 상기 스트레스제공부가 결합되는 제1 실린더하우징, 및 상기 제1 실린더하우징을 밀폐하는 제2 실린더하우징을 포함할 수 있다.The test cylinder may include a first cylinder housing to which the stress provider is coupled to facilitate the introduction or removal of the pipe test piece into or out of the test cylinder, and a second cylinder housing to seal the first cylinder housing.

상기 시험실린더는 상기 배관시험편의 둘레에서 이격되어 상기 압력스트레스로 인한 상기 배관시험편의 팽창과 수축에 따른 변화를 측정하도록 상기 배관시험편이 팽창 또는 수축하는 공간을 확보하면서 측정유체가 충전되는 변화감지공간부를 포함할 수 있다.The test cylinder is spaced around the piping test piece and secures a space for the piping test piece to expand or contract to measure changes due to expansion and contraction of the piping test piece due to the pressure stress, and a change detection space filled with measurement fluid. May include wealth.

상기 변화감지공간부에서 배출되는 측정유체량을 측정하여 상기 배관시험편의 팽창 상태를 측정하는 배관변화측정부를 포함할 수 있다.It may include a pipe change measurement unit that measures the expansion state of the pipe test piece by measuring the amount of measured fluid discharged from the change detection space.

상기 변화감지공간부에서 배출되는 측정유체에 포함된 수소를 감지하는 형태로 상기 압력스트레스로 인한 상기 배관시험편의 손상으로 상기 배관시험편에서 수소의 유출을 감지하는 유출감지센서를 포함할 수 있다.It may include a leak detection sensor that detects hydrogen contained in the measurement fluid discharged from the change detection space and detects the outflow of hydrogen from the pipe test piece due to damage to the pipe test piece due to the pressure stress.

본 발명에 따르면, 배관시험편으로 공급되는 수소를 스트레스제공부를 통해 극한의 압력으로 직접적으로 가감하며 변화를 줄 수 있기 때문에 극한의 조건에서 배관시험편을 시험할 수 있을 뿐만 아니라, 신속한 압력변화를 발생시켜 가속수명시험에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.According to the present invention, the hydrogen supplied to the piping test piece can be changed by directly adding or subtracting it to extreme pressure through the stress provider, so not only can the piping test piece be tested under extreme conditions, but it can also generate a rapid pressure change. The time required for accelerated life testing can be shortened.

또한, 본 발명은 배관시험편의 양단 둘레를 시험편패킹에 의해 기밀하여 수소의 유출을 방지할 수 있다.In addition, the present invention can prevent hydrogen leakage by airtightening the circumference of both ends of the pipe test piece by packing the test piece.

또한, 본 발명은 배관시험편을 수용하는 시험실린더를 제1 실린더하우징과 제2 실린더하우징을 결합하여 구성함으로써, 배관시험편을 시험실린더의 내부로 용이하게 반입 또는 반출할 수 있다.In addition, in the present invention, a test cylinder accommodating a piping test piece is constructed by combining a first cylinder housing and a second cylinder housing, so that the piping test piece can be easily carried in or out of the test cylinder.

또한, 본 발명은 배관시험편을 팽창억제부재에 삽입하여 시험실린더에 반입함으로써, 압력변화에 따른 배관시험편의 변형을 최소화하여 압력변화에 따른 수소투과 등에 따른 내구성의 시험을 정확히 수행할 수 있다.In addition, the present invention minimizes deformation of the piping test piece due to pressure changes by inserting the piping test piece into the expansion suppression member and transporting it into the test cylinder, thereby accurately performing durability tests due to hydrogen permeation due to pressure change.

또한, 본 발명은 팽창억제부재가 삽입될 자리에 배관시험편이 팽창 또는 수축되는 변화감지공간부를 구성하고 변화감지공간부에 측정유체를 공급하여 압력에 따라 배관시험편의 수축 또는 팽창하면서 발생하는 작동유체의 유출입량을 측정함으로써, 배관시험편의 압력에 따른 변형상태를 측정할 수 있다.In addition, the present invention configures a change sensing space where the piping test piece expands or contracts at the location where the expansion suppression member is to be inserted, and supplies a measuring fluid to the change sensing space to produce a working fluid generated as the piping test piece contracts or expands depending on the pressure. By measuring the inflow and outflow, the deformation state of the pipe test piece according to pressure can be measured.

또한, 본 발명은 유출감지센서를 통해 작동유체에 수소의 포함여부를 감지하여 배관시험편에서의 수소 유출을 감지함으로써, 수소유출을 최소화하고 수소유출에 따른 신속한 조치가 가능하다.In addition, the present invention detects hydrogen leakage from a pipe test piece by detecting whether the working fluid contains hydrogen through a leak detection sensor, thereby minimizing hydrogen leakage and taking prompt action in response to hydrogen leakage.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기를 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기를 도시한 측단면도로서, 스트레스제공부에 의해 가속수명을 시험하는 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기를 도시한 측단면도이다.Figure 1 is a side cross-sectional view showing an accelerated life tester for hydrogen metal pipes according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a side cross-sectional view showing an accelerated life tester for hydrogen metal pipe according to the first embodiment of the present invention, showing a state in which accelerated life is tested by a stress provider.
Figure 3 is a side cross-sectional view showing an accelerated life tester for hydrogen metal pipes according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기(100)는 시험실린더(110)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the accelerated life tester 100 for hydrogen metal pipe according to the first embodiment of the present invention may include a test cylinder 110.

이 시험실린더(110)는 시험하기 위한 배관시험편(200)을 미리 설정된 길이로 절단한 상태로 수용할 수 있으며, 배관시험편(200)은 수소를 이송하기 위해 금속으로 제작된 수소 금속배관일 수 있다.This test cylinder 110 can accommodate a piping test piece 200 for testing cut to a preset length, and the piping test piece 200 may be a hydrogen metal pipe made of metal to transport hydrogen. .

시험실린더(110)는 시험지그(300)에 고정설치될 수 있으며, 시험실린더(110)에는 배관시험편(200)을 수용하기 위한 실린더공간이 내부에 형성될 수 있으며, 시험실린더(110)에는 시험실린더(110)의 내부에 수용되는 배관시험편(200)의 내부로 수소를 공급하는 수소공급구(117)가 형성될 수 있다.The test cylinder 110 can be fixedly installed on the test jig 300, and a cylinder space for accommodating the piping test piece 200 can be formed inside the test cylinder 110. A hydrogen supply port 117 may be formed to supply hydrogen into the interior of the piping test piece 200 accommodated inside the cylinder 110.

여기서, 수소공급구(117)는 배관시험편(200)을 시험하기 위해 수소를 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 배관시험편(200)의 시험을 완료한 후에는 공급된 수소를 시험실린더(110)의 외부로 방출하기 위한 방출구의 기능도 수행할 수 있다.Here, the hydrogen supply port 117 can not only supply hydrogen to test the piping test piece 200, but also supply hydrogen to the outside of the test cylinder 110 after completing the test of the piping test piece 200. It can also perform the function of an outlet for emission.

여기서, 방출은 외부환경으로 바로 방출하는 것이 아니라, 수소를 저장하는 수소저장탱크로의 방출을 의미한다.Here, emission does not mean emission directly to the external environment, but emission to a hydrogen storage tank that stores hydrogen.

그리고 수소공급구(117)로 공급되는 수소는 기체의 형태인 수소가스일 수 있다.And the hydrogen supplied to the hydrogen supply port 117 may be hydrogen gas in the form of a gas.

시험실린더(110)는 배관시험편(200)을 용이하게 반입 또는 반출할 수 있도록 양분된 형태로 제1 실린더하우징(115)과 제2 실린더하우징(111)을 결합하는 형태로 구성할 수 있다.The test cylinder 110 may be configured by combining the first cylinder housing 115 and the second cylinder housing 111 in a bisected form so that the piping test specimen 200 can be easily carried in or out.

제1 실린더하우징(115)은 일단이 개방된 용기의 형태일 수 있으며, 제1 실린더하우징(115)의 개방된 부분의 둘레에는 제1 실린더하우징(115)의 둘레보다 더 큰 둘레로 돌출되는 제1 플랜지부(116)가 형성될 수 있다.The first cylinder housing 115 may be in the form of a container with one end open, and a third cylinder protruding around the open portion of the first cylinder housing 115 with a circumference larger than the circumference of the first cylinder housing 115. 1 Flange portion 116 may be formed.

제1 실린더하우징(115)에서 개방된 단부에 대해 반대방향의 단부에는 상기한 수소공급구(117)가 형성될 수 있으며, 수소공급구(117)는 시험실린더(110)의 내부에 수용되는 배관시험편(200)의 내부로 수소를 공급할 수 있도록 시험실린더(110)의 단부 중앙에 관통형성될 수 있다.The hydrogen supply port 117 may be formed at the end opposite to the open end of the first cylinder housing 115, and the hydrogen supply port 117 is a pipe accommodated inside the test cylinder 110. It may be formed through the center of the end of the test cylinder 110 to supply hydrogen into the interior of the test piece 200.

제2 실린더하우징(111)은 양단이 개방된 원통의 형태로 형성될 수 있으며, 제2 실린더하우징(111)의 개방된 양단 중 어느 한단의 둘레에는 제1 실린더하우징(115)의 제1 플랜지부(116)와 겹쳐지는 제2 플랜지부(112)가 제2 실린더하우징(111)의 둘레보다 더 큰 둘레를 가지도록 돌출되어 형성될 수 있다.The second cylinder housing 111 may be formed in the form of a cylinder with both ends open, and a first flange portion of the first cylinder housing 115 is formed around one of the open ends of the second cylinder housing 111. The second flange portion 112 overlapping with (116) may be formed to protrude and have a larger circumference than the circumference of the second cylinder housing 111.

제1 실린더하우징(115)과 제2 실린더하우징(111)은 제1 플랜지부(116)와 제2 플랜지부(112)가 겹쳐진 상태에서 볼트와 너트 같은 체결부재에 의해 탈착 가능하게 결합되어 체결부재를 통해 둘을 분리하여 배관시험편(200)을 반입 또는 반출하고, 다시 체결부재를 통해 둘을 결합하여 기밀할 수 있다.The first cylinder housing 115 and the second cylinder housing 111 are detachably coupled to each other by fastening members such as bolts and nuts in a state in which the first flange portion 116 and the second flange portion 112 overlap. By separating the two, the piping test piece 200 can be brought in or out, and the two can be combined again through a fastening member to make it airtight.

제1 플랜지부(116)와 제2 플랜지부(112)의 사이에는 시험실린더(110)의 외부로 수소의 유출을 차단하기 위한 가스켓(138)이 설치될 수도 있다.A gasket 138 may be installed between the first flange portion 116 and the second flange portion 112 to block hydrogen from flowing out of the test cylinder 110.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기(100)는 스트레스제공부(130)를 포함할 수 있다.As shown in Figures 1 and 2, the accelerated life tester 100 for hydrogen metal pipe according to the first embodiment of the present invention may include a stress providing part 130.

이 스트레스제공부(130)는 배관시험편(200)의 내부로 공급된 수소를 가압하여 압력을 증대시키거나, 가압된 수소를 팽창시켜 압력을 감소시키는 형태로 압력스트레스를 제공할 수 있다.This stress provider 130 can provide pressure stress by pressurizing the hydrogen supplied into the interior of the pipe test specimen 200 to increase the pressure, or by expanding the pressurized hydrogen to reduce the pressure.

스트레스제공부(130)는 수소의 압력을 극한의 압력으로 가압하고 다시 압력을 낮추는 형태로 반복하여 배관시험편(200)에 압력스트레스를 제공하는 형태로 배관시험편(200)의 내구성을 시험할 수 있다.The stress provider 130 can test the durability of the piping test piece 200 by applying pressure stress to the piping test piece 200 by repeatedly pressurizing the hydrogen pressure to an extreme pressure and lowering the pressure again. .

스트레스제공부(130)는 시험실린더(110)에서 수소공급구(117)가 형성된 단부와는 반대되는 단부에 위치하여 수소공급구(117)를 통해 공급되는 수소를 직접적으로 가압하여 극한의 압력스트레스를 배관시험편(200)에 제공할 수 있다.The stress provider 130 is located at the end of the test cylinder 110 opposite to the end where the hydrogen supply port 117 is formed, and directly pressurizes the hydrogen supplied through the hydrogen supply port 117 to provide extreme pressure stress. can be provided to the pipe test piece 200.

스트레스제공부(130)는 압력하우징(131) 및 가압피스톤(135)을 포함할 수 있다.The stress provider 130 may include a pressure housing 131 and a pressure piston 135.

압력하우징(131)은 시험실린더(110)와 내부 공간이 연통되도록 제2 실린더하우징(111)에서 제2 플랜지부(112)가 형성된 단부에 대해 반대방향의 단부에 설치되어 제2 실린더하우징(111)의 개방된 부분을 덮어 밀폐할 수 있다.The pressure housing 131 is installed at an end in the opposite direction to the end where the second flange portion 112 is formed in the second cylinder housing 111 so that the test cylinder 110 and the internal space communicate with the second cylinder housing 111. ) can be sealed by covering the open part.

압력하우징(131)의 일단은 개방된 형태이며 압력하우징(131)의 타단에는 하기에 설명할 가압피스톤(135)의 피스톤축(136)이 관통하는 축공(133)이 관통형성될 수 있다.One end of the pressure housing 131 is open, and an axial hole 133 through which the piston shaft 136 of the pressure piston 135, which will be described below, passes through the other end of the pressure housing 131 may be formed.

압력하우징(131)의 개방된 일단에는 압력하우징(131)의 둘레보다 더 큰 둘레를 가지는 하우징플랜지부가 형성될 수 있으며, 하우징플랜지부가 제2 실린더하우징(111)의 개방된 단부에 안착된 상태에서 제2 실린더하우징(111)에 볼트와 같은 체결부재에 의해 고정설치될 수 있다.A housing flange portion having a larger circumference than the circumference of the pressure housing 131 may be formed on the open end of the pressure housing 131, and the housing flange portion may be formed on the open end of the second cylinder housing 111. It can be fixedly installed in the second cylinder housing 111 by a fastening member such as a bolt.

압력하우징(131)의 내주는 배관시험편(200)의 내주와 대응되는 직경을 가져 압력하우징(131)에 설치되는 가압피스톤(135)이 수소를 가압할 경우, 가압된 수소의 압력이 배관시험편(200)의 내부로 작용할 수 있다.The inner circumference of the pressure housing 131 has a diameter corresponding to the inner circumference of the piping test piece 200, so that when the pressurizing piston 135 installed in the pressure housing 131 pressurizes hydrogen, the pressure of the pressurized hydrogen is applied to the piping test piece (200). 200) can act as an interior.

가압피스톤(135)은 압력하우징(131)의 내부에 삽입되어 배관시험편(200)의 길이방향으로 슬라이딩 이동하면서, 배관시험편(200)의 내부로 공급된 수소를 가압하여 압력스트레스를 제공할 수 있다.The pressurizing piston 135 is inserted into the pressure housing 131 and slides in the longitudinal direction of the piping test piece 200, pressurizing the hydrogen supplied into the piping test piece 200 to provide pressure stress. .

가압피스톤(135)에는 피스톤축(136)이 형성될 수 있으며, 피스톤축(136)은 압력하우징(131)의 축공(133)을 관통하여 외부에 위치할 수 있으며, 피스톤축(136)은 유압 또는 공압 실린더에 의해 연결되어 유압 또는 공압 실린더에서 출몰하는 실린더축이거나, 실린더축에 연결되어 실린더축에 의해 가압피스톤(135)이 압력하우징(131)에서 슬라이딩 이동할 수 있다.A piston shaft 136 may be formed on the pressure piston 135, and the piston shaft 136 may be located on the outside by penetrating the shaft hole 133 of the pressure housing 131, and the piston shaft 136 may be hydraulically operated. Alternatively, it may be a cylinder shaft that is connected to a pneumatic cylinder and emerges from a hydraulic or pneumatic cylinder, or may be connected to a cylinder shaft and the pressure piston 135 may slide in the pressure housing 131 by the cylinder shaft.

물론, 피스톤축(136)을 축공(133)에서 출몰하도록 작동하는 구성은 유압 또는 공압 실린더 외에 구동모터에 의해 편심캠 또는 링크를 회전시키는 형태로 피스톤축(136)을 출몰시키거나, 다른 기계적인 작동에 의해 피스톤축(136)을 출몰시켜 가압피스톤(135)을 왕복하여 슬라이딩 이동시킬 수 있다. Of course, the configuration for operating the piston shaft 136 to emerge from the shaft hole 133 is to rotate the eccentric cam or link by a drive motor in addition to a hydraulic or pneumatic cylinder, or by other mechanical means. By operating the piston shaft 136, the pressure piston 135 can be moved back and forth in a sliding motion.

가압피스톤(135)의 둘레에는 압력하우징(131)의 내주와의 사이를 기밀하기 위한 피스톤링(135a)이 설치될 수 있다.A piston ring (135a) may be installed around the pressure piston (135) to seal the space between it and the inner circumference of the pressure housing (131).

피스톤링(135a)은 가압피스톤(135)의 둘레에 가압피스톤(135)의 두께방향으로 복수 개가 설치될 수 있으며, 각 피스톤링(135a)은 고압에도 기밀할 수 있도록 금속으로 형성될 수 있다.A plurality of piston rings 135a may be installed around the pressure piston 135 in the thickness direction of the pressure piston 135, and each piston ring 135a may be made of metal to be airtight even at high pressure.

피스톤링(135a)은 복수 개의 피스톤링(135a)이 겹쳐지는 형태로 구성될 수 있으며, 예를 들어 피스톤링(135a)은 탄성체로 형성되는 한 쌍의 피스톤링(135a)의 사이에 금속으로 형성된 피스톤링(135a)이 설치되는 형태로 구성할 수도 있다.The piston ring (135a) may be configured in a form in which a plurality of piston rings (135a) overlap. For example, the piston ring (135a) is formed of metal between a pair of piston rings (135a) formed of an elastic material. It can also be configured in such a way that the piston ring (135a) is installed.

피스톤링(135a)은 고압에서도 압력을 기밀할 수 있도록 공지된 다양한 형태의 고압씰로 구현될 수도 있다.The piston ring 135a may be implemented with various types of known high-pressure seals to seal the pressure even at high pressure.

그리고, 피스톤축(136)과 축공(133)의 사이에는 수소의 유출을 차단하기 위한 가스켓(138)이 설치될 수도 있으며, 가압피스톤(135)과 압력하우징(131)의 사이에는 가압피스톤(135)을 탄성력에 의해 수소를 가압하는 방향으로 가압피스톤(135)을 밀어내어 가압피스톤(135)의 작동성을 향상시키기 위한 피스톤스프링(137)이 설치될 수 있다.In addition, a gasket 138 may be installed between the piston shaft 136 and the shaft hole 133 to block the outflow of hydrogen, and between the pressure piston 135 and the pressure housing 131, the pressure piston 135 ) A piston spring 137 may be installed to improve the operability of the pressurizing piston 135 by pushing the pressurizing piston 135 in the direction of pressurizing hydrogen by elastic force.

여기서, 피스톤스프링(137)은 가압피스톤(135)에 의해 압력스트레스를 부여하기 위해 피스톤축(136)을 이용하여 가압피스톤(135)을 슬라이딩 이동시킬 때, 축적된 탄성력에 의해 가압피스톤(135)을 수소를 압축하는 방향으로 밀어 내어 가압피스톤(135)의 작동성을 향상시킴과 동시에 압력을 낮추기 위해 가압피스톤(135)을 피스톤축(136)이 위치하는 방향으로 슬라이딩 이동시킬 때, 가압피스톤(135)에 의해 압축되면서, 가압피스톤(135)이 압축된 가스 압력에 의해 급격한 속도로 이동하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.Here, when the piston spring 137 slides the pressure piston 135 using the piston shaft 136 to apply pressure stress to the pressure piston 135, the pressure piston 135 moves by the accumulated elastic force. When sliding the pressurization piston 135 in the direction where the piston axis 136 is located in order to improve the operability of the pressurization piston 135 and lower the pressure by pushing it in the direction of compressing hydrogen, the pressurization piston (135) As it is compressed by 135), it is possible to prevent the pressurizing piston 135 from being damaged by moving at a rapid speed due to the compressed gas pressure.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기(100)는 시험편패킹(140)을 포함할 수 있다.As shown in Figures 1 and 2, the accelerated life tester 100 for hydrogen metal pipe according to the first embodiment of the present invention may include a test piece packing 140.

이 시험편패킹(140)은 시험실린더(110)의 내부에 수용되는 배관시험편(200)의 양단을 기밀하여 배관시험편(200)의 내부로 공급되는 수소가 시험실린더(110)의 외부로 배출되는 것을 차단할 수 있다.This test piece packing 140 airtightly seals both ends of the piping test piece 200 accommodated inside the test cylinder 110, preventing hydrogen supplied to the inside of the piping test piece 200 from being discharged to the outside of the test cylinder 110. You can block it.

시험편패킹(140)은 배관시험편(200)의 일단과 마주하는 시험실린더(110)의 부분과 배관시험편(200)의 타단과 마주하는 스트레스제공부(130)에 각각 설치될 수 있다.The test piece packing 140 may be installed in the portion of the test cylinder 110 facing one end of the piping test piece 200 and the stress providing portion 130 facing the other end of the piping test piece 200.

시험편패킹(140)은 시험편패킹(140)이 삽입되어 위치하도록 삽입홈을 형성하고, 삽입홈에 시험편패킹(140)을 삽입하는 형태로 설치될 수 있다.The test piece packing 140 may be installed by forming an insertion groove into which the test piece packing 140 is inserted and positioned, and inserting the test piece packing 140 into the insertion groove.

시험편패킹(140)은 탄성력에 의해 기밀하는 탄성력을 갖는 합성수지로 형성될 수 있다.The test piece packing 140 may be made of synthetic resin that has an elastic force that makes it airtight.

물론, 시험편패킹(140)은 수소취성이 발생하지 않는 내수소취성을 갖는 재료로 형성될 수도 있다.Of course, the test piece packing 140 may be made of a material that has hydrogen embrittlement resistance and does not cause hydrogen embrittlement.

이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.Let us explain the actions and effects between each component described above.

본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기(100)는 시험실린더(110)의 내부에 시험을 위한 배관시험편(200)이 수용되며, 시험실린더(110)는 배관시험편(200)의 탈착이 용이하도록 제1 실린더하우징(115)과 제2 실린더하우징(111)을 서로 결합하여 구성한다.The accelerated life tester 100 for hydrogen metal pipe according to the first embodiment of the present invention accommodates a piping test piece 200 for testing inside a test cylinder 110, and the test cylinder 110 includes a piping test piece 200. ) is constructed by combining the first cylinder housing 115 and the second cylinder housing 111 with each other to facilitate easy attachment and detachment.

제1 실린더하우징(115)은 제1 플랜지부(116)를 제2 실린더하우징(111)의 제2 플랜지부(112)에 겹친 상태에서 체결부재에 의해 체결하는 형태로 서로 분리하거나 결합하는 형태로 배관시험편(200)을 반입 또는 반출할 수 있다.The first cylinder housing 115 is separated or combined with the first flange portion 116 by a fastening member while overlapping the second flange portion 112 of the second cylinder housing 111. Piping test pieces (200) can be brought in or taken out.

이때, 시험실린더(110)의 내부에 삽입되는 배관시험편(200)은 팽창억제부재(120)의 내부에 삽입된 상태에서 시험실린더(110)의 내부에 삽입되어 압력스트레스로 인한 배관시험편(200)의 팽창변형을 억제할 수 있다.At this time, the piping test piece 200 inserted into the inside of the test cylinder 110 is inserted into the inside of the test cylinder 110 while being inserted into the expansion suppression member 120, and the piping test piece 200 is inserted into the inside of the test cylinder 110 due to pressure stress. The expansion deformation can be suppressed.

한편, 시험실린더(110)의 일단에는 시험실린더(110)의 내부에 위치하는 배관시험편(200)의 내부로 수소를 공급하는 수소공급구(117)가 형성되며, 시험실린더(110)의 타단에는 배관시험편(200)으로 공급된 수소를 압축하여 압력스트레스를 제공하기 위한 스트레스제공부(130)가 구성된다.Meanwhile, a hydrogen supply port 117 is formed at one end of the test cylinder 110 to supply hydrogen into the interior of the piping test piece 200 located inside the test cylinder 110, and at the other end of the test cylinder 110. A stress providing unit 130 is configured to provide pressure stress by compressing the hydrogen supplied to the piping test piece 200.

스트레스제공부(130)는 시험실린더(110)의 단부에 압력하우징(131)을 고정설치하고, 압력하우징(131)의 내부에서 배관시험편(200)의 내부로 공급되는 수소를 압축하는 가압피스톤(135)이 배관시험편(200)의 길이방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다.The stress provider 130 is a pressure housing 131 fixed to the end of the test cylinder 110, and a pressurization piston ( 135) is installed to be able to slide in the longitudinal direction of the pipe test piece (200).

압력하우징(131)의 축공(133)에는 가압피스톤(135)과 연결된 피스톤축(136)이 출몰하도록 구성되며, 피스톤축(136)은 유압 또는 공압 실린더에 의해 압력하우징(131)에서 출몰하여 가압피스톤(135)을 왕복하여 슬라이딩 이동시킨다.The piston shaft 136 connected to the pressure piston 135 is configured to appear in the axial hole 133 of the pressure housing 131, and the piston shaft 136 appears in the pressure housing 131 by a hydraulic or pneumatic cylinder to pressurize. The piston 135 is slid back and forth.

가압피스톤(135)에는 압력하우징(131)과 가압피스톤(135)의 사이를 기밀하기 위한 피스톤링(135a)이 설치될 수 있으며, 피스톤축(136)의 둘레와 압력하우징(131)의 사이에는 수소의 유출을 차단하기 위한 가스켓(138)이 설치된다.A piston ring (135a) may be installed on the pressure piston 135 to seal the gap between the pressure housing 131 and the pressure piston 135, and between the circumference of the piston shaft 136 and the pressure housing 131. A gasket 138 is installed to block the outflow of hydrogen.

이와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기(100)는 제1 실린더하우징(115)과 제2 실린더하우징(111)을 고정하는 체결부재의 체결을 해제한 뒤에 시험실린더(110)의 내부로 시험을 수행할 미리 설정된 길이로 절단된 배관시험편(200)을 팽창억제부재(120)의 내부에 삽입한 상태로 시험실린더(110)의 내부에 반입한다.The accelerated life tester 100 for hydrogen metal pipe according to the first embodiment of the present invention configured as described above is tested after disengaging the fastening member that secures the first cylinder housing 115 and the second cylinder housing 111. A pipe test piece 200 cut to a preset length to be tested inside the cylinder 110 is inserted into the expansion suppression member 120 and brought into the test cylinder 110.

배관시험편(200)이 반입되면, 제1 실린더하우징(115)의 제1 플랜지부(116)와 제2 실린더하우징(111)의 제2 플랜지부(112)를 겹친 상태에서 체결부재로 체결한다.When the pipe test piece 200 is brought in, the first flange portion 116 of the first cylinder housing 115 and the second flange portion 112 of the second cylinder housing 111 are overlapped and fastened with a fastening member.

배관시험편(200)이 시험실린더(110)의 내부에 삽입되면, 배관시험편(200)의 양단이 시험실린더(110) 및 스트레스제공부(130)에 설치된 시험편패킹(140)에 의해 배관시험편(200)의 양단 둘레가 기밀되며, 배관시험편(200)의 일단 중앙에는 수소공급구(117)가 위치하고, 배관시험편(200)의 타단 중앙부분에는 가압피스톤(135)이 위치한다.When the piping test piece 200 is inserted into the test cylinder 110, both ends of the piping test piece 200 are connected to the piping test piece 200 by the test piece packing 140 installed on the test cylinder 110 and the stress providing part 130. ) is airtight around both ends, a hydrogen supply port 117 is located in the center of one end of the piping test piece 200, and a pressurizing piston 135 is located in the center of the other end of the piping test piece 200.

이렇게 시험실린더(110)의 내부에 배관시험편(200)이 삽입되면, 수소공급구(117)를 통해 수소를 공급하고, 수소가 공급되면, 공압 또는 유압 실린더를 작동하여 피스톤축(136)을 가압한다.When the piping test piece 200 is inserted into the test cylinder 110, hydrogen is supplied through the hydrogen supply port 117, and when hydrogen is supplied, the pneumatic or hydraulic cylinder is operated to pressurize the piston shaft 136. do.

피스톤축(136)을 가압하면 가압피스톤(135)이 배관시험편(200)이 위치하는 방향으로 이동하면서, 수소를 압축하여 배관시험편(200)에 압력스트레스를 부여한다.When the piston shaft 136 is pressurized, the pressurizing piston 135 moves in the direction where the piping test piece 200 is located, compressing hydrogen and applying pressure stress to the piping test piece 200.

이때, 압력스트레스는 가압피스톤(135)을 배관시험편(200)의 위치한 부분으로 서서히 이동시켜 압력스트레스를 증가시키거나, 가압피스톤(135)이 배관시험편(200)을 향해 이동하거나, 반대방향으로 반복적으로 이동하면서, 배관시험편(200)에 가해지는 수소의 압력을 변화시켜 제공할 수도 있다.At this time, the pressure stress is increased by gradually moving the pressure piston 135 to the located portion of the pipe test piece 200, or the pressure piston 135 moves toward the pipe test piece 200, or is repeatedly applied in the opposite direction. While moving, the pressure of hydrogen applied to the pipe test piece 200 may be changed.

이렇게 배관시험편(200)에 압력스트레스를 제공하면, 배관시험편(200)에 수소의 투과로 인한 취성이 발생하거나, 배관시험편(200)에 피로누적으로 인한 크랙이 발생하는 등의 극한의 수소환경에서의 배관시험편(200)을 시험할 수 있다.When pressure stress is applied to the piping test piece 200 in this way, in an extreme hydrogen environment, brittleness may occur due to hydrogen penetration into the piping test piece 200 or cracks may occur in the piping test piece 200 due to fatigue accumulation. Piping test pieces (200) can be tested.

한편, 배관시험편(200)에 미리 설정된 시간 또는 미리 설정된 횟수만큼 압력스트레스를 제공하여 배관시험편(200)의 시험이 종료되면, 가압피스톤(135)를 배관시험편(200)에서 이격되도록 피스톤축(136)을 이용하여 스트레스제공부(130)에서 이동시켜 배관시험편(200)에 가압상태를 해제한 후에, 수소공급구(117)를 통해 시험실린더(110)로 공급되었던 수소를 방출하고, 제1 실린더하우징(115)과 제2 실린더하우징(111)에서 배관시험편(200)을 반출한다.On the other hand, when the test of the piping test piece 200 is completed by providing pressure stress to the piping test piece 200 for a preset time or a preset number of times, the piston shaft 136 moves the pressure piston 135 away from the piping test piece 200. ) to release the pressurization of the piping test piece 200 by moving it from the stress provider 130, then release the hydrogen supplied to the test cylinder 110 through the hydrogen supply port 117, and The piping test piece 200 is taken out from the housing 115 and the second cylinder housing 111.

그리고, 시험실린더(110)에서 배관시험편(200)이 반출되면, 반출된 배관시험편(200)을 육안 또는 비파괴검사를 통해 배관시험편(200)의 변화를 관찰하는 형태로 수소환경에서의 압력변화에 따른 배관시험편(200)을 시험할 수 있다.Then, when the piping test piece 200 is taken out of the test cylinder 110, the pipe test piece 200 is inspected visually or through a non-destructive test to observe changes in the piping test piece 200 to determine pressure changes in the hydrogen environment. You can test the following pipe test piece (200).

따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기(100)는 배관시험편(200)에 공급된 수소를 스트레스제공부(130)에서 가압피스톤(135)을 통해 직접 가압하여 압력스트레스를 제공하기 때문에 다양한 압력변화에 따른 수소 금속배관의 내구성을 시험할 수 있으며, 자유롭게 압력을 변화함으로써, 내구성 시험에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.Therefore, the accelerated life tester 100 for hydrogen metal pipe according to the first embodiment of the present invention directly pressurizes the hydrogen supplied to the pipe test piece 200 through the pressure piston 135 in the stress provider 130 to create pressure. Because it provides stress, the durability of hydrogen metal pipes can be tested according to various pressure changes, and by freely changing the pressure, the time required for durability testing can be shortened.

또한, 본 발명은 배관시험편(200)의 양단 둘레를 시험편패킹(140)에 의해 기밀하여 배관시험편(200)에서 수소의 유출을 방지할 수 있다.In addition, the present invention can prevent hydrogen from leaking from the piping test piece 200 by airtightening the circumference of both ends of the piping test piece 200 with the test piece packing 140.

또한, 본 발명은 배관시험편(200)이 팽창억제부재(120)를 끼워 설치함으로써, 압력스트레스를 부여할 때, 배관시험편(200)이 팽창과 수축되는 것을 방지하여 수소압력변화에 따른 내구성을 정확하게 시험할 수 있다.In addition, the present invention prevents the piping test piece 200 from expanding and contracting when pressure stress is applied by installing the piping test piece 200 with the expansion suppression member 120, thereby accurately maintaining durability due to changes in hydrogen pressure. You can test it.

또한, 본 발명은 시험실린더(110)를 제1 실린더하우징(115)과 제2 실린더하우징(111)을 결합하는 형태로 구성하여 배관시험편(200)의 반입 또는 반출이 용이한 이점이 있다.In addition, the present invention has the advantage that the test cylinder 110 is configured by combining the first cylinder housing 115 and the second cylinder housing 111, making it easy to carry in or out the pipe test piece 200.

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기(100)를 설명하며, 제2 실시예는 제1 실시예와 동일한 구성은 동일한 부호를 병기하고, 동일한 구성은 작용과 효과가 동일하므로 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, an accelerated life tester 100 for hydrogen metal pipe according to a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same symbols, and the same components have the same function and effect. Since is the same, detailed description of the same configuration will be omitted.

본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기(100)는 압력스트레스의 작용과 동시에 압력스트레스로 인한 배관시험편(200)의 팽창과 수축하는 변화에 따른 내구성을 동시에 시험할 수 있다.The accelerated life tester 100 for hydrogen metal pipe according to the second embodiment of the present invention can simultaneously test durability due to the action of pressure stress and changes in expansion and contraction of the pipe test piece 200 due to pressure stress. .

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기(100)는 시험실린더(110)의 내부에 변화감지공간부(125)를 가질 수 있다.As shown in FIG. 3, the accelerated life tester 100 for metal hydrogen pipe according to the second embodiment of the present invention may have a change detection space 125 inside the test cylinder 110.

이 변화감지공간부(125)는 압력스트레스로 인한 금속배관의 둘레가 수축 또는 팽창을 측정하기 위해 측정유체가 수용될 수 있다.This change detection space 125 can accommodate a measuring fluid to measure the contraction or expansion of the circumference of the metal pipe due to pressure stress.

변화감지공간부(125)는 배관시험편(200)의 둘레와 시험실린더(110)의 내주의 사이에 배관시험편(200)이 팽창 및 수축할 수 있는 공간을 확보하면서, 측정유체가 충전될 수 있다.The change detection space 125 secures a space between the circumference of the piping test piece 200 and the inner circumference of the test cylinder 110 to allow the piping test piece 200 to expand and contract, and can be filled with the measurement fluid. .

이때, 변화감지공간부(125)에 충전되는 측정유체는 공기 또는 불활성 가스일 수 있으며, 측정유체는 기체 또는 액체일 수도 있으나, 측정유체는 압축성이 낮은 액체인 것이 바람직하다.At this time, the measurement fluid filled in the change detection space 125 may be air or an inert gas, and the measurement fluid may be gas or liquid, but it is preferable that the measurement fluid is a liquid with low compressibility.

제2 실시예에서는 배관시험편(200)을 시험실린더(110)의 내부로 반입할 때, 팽창억제부재(120)에 배관시험편(200)을 끼우지 않고, 팽창억제부재(120)를 제거한 상태로 배관시험편(200)만 시험실린더(110)에 반입될 수 있으며, 시험실린더(110)에서 팽창억제부재(120)가 위치하였을 공간이 변화감지공간부(125)가 될 수 있다.In the second embodiment, when the piping test piece 200 is brought into the test cylinder 110, the piping test piece 200 is not inserted into the expansion suppressing member 120, but the piping is piped with the expansion suppressing member 120 removed. Only the test piece 200 can be brought into the test cylinder 110, and the space in the test cylinder 110 where the expansion suppression member 120 would be located can be the change detection space 125.

한편, 시험실린더(110)에는 변화감지공간부(125)와 연결되어 변화감지공간부(125)에 충전되는 측정유체가 유출입하는 유체유출입구(113)가 관통형성될 수 있다.Meanwhile, a fluid outflow inlet 113 may be formed through the test cylinder 110, which is connected to the change detection space 125 and through which the measurement fluid charged in the change detection space 125 flows in and out.

유체유출입구(113)에는 배관변화측정부(150)가 연결되어 유체유출입구(113)로 유출 및 유입되는 작동유체량을 측정하는 형태로 배관시험편(200)의 압력스트레스에 변화에 따른 배관시험편(200)의 팽창과 수축 등의 상태변화를 측정할 수 있다.A piping change measurement unit 150 is connected to the fluid outflow inlet 113 to measure the amount of working fluid flowing out and in to the fluid outflow inlet 113. A piping test piece ( Changes in state such as expansion and contraction of 200) can be measured.

배관변화측정부(150)에는 유체유출입구(113)를 통해 변화감지공간부(125)로 작동유체를 채워 공급하기 위한 작동유체를 저장하는 유체저장탱크가 함께 구성될 수 있다.The piping change measurement unit 150 may be configured with a fluid storage tank that stores the working fluid for filling and supplying the working fluid to the change detection space 125 through the fluid outflow inlet 113.

그리고, 배관변화측정부(150)는 유체유출입구(113)로 유출입되는 작동유체의 량을 측정하는 유량계로 구현될 수 있다.Additionally, the piping change measurement unit 150 may be implemented as a flow meter that measures the amount of working fluid flowing in and out of the fluid outflow inlet 113.

한편, 시험실린더(110)에는 유체유출입구(113)에 유출감지센서(151)가 설치되어 작동유체에 포함된 감지하여 배관시험편(200)으로부터의 수소 유출을 감지할 수 있다.Meanwhile, in the test cylinder 110, an outflow detection sensor 151 is installed at the fluid outflow inlet 113 to detect hydrogen outflow from the piping test piece 200 by detecting it contained in the working fluid.

예를 들어, 배관시험편(200)이 수축과 팽창이 반복하여 이뤄짐에 따라 배관시험편(200)에 크랙이 발생하는 경우, 작동유체에 수소가 혼입되면서, 유체유출입구(113)로 유출입되는 작동유체에서 수소를 감지하는 형태로 배관시험편(200)에서 수소의 유출을 감지할 수 있다.For example, when a crack occurs in the piping test piece 200 as the piping test piece 200 repeatedly contracts and expands, hydrogen is mixed into the working fluid, and the working fluid flows in and out of the fluid outflow inlet 113. It is possible to detect the outflow of hydrogen from the pipe test piece 200 in the form of detecting hydrogen.

여기서, 배관시험편(200)에서 수소가 유출되면, 수소의 유출가능성이 높아짐에 따라 배관시험편(200)의 시험을 종료할 수 있다.Here, if hydrogen leaks from the piping test piece 200, the test of the piping test piece 200 can be terminated as the possibility of hydrogen leaking increases.

그리고, 유출감지센서(151)는 배관변화측정부(150)와 별도로 구성되거나, 배관변화측정부(150)에 함께 구성되어 배관변화측정부(150)에서 측정유체의 유출입량을 측정할 때, 수소의 혼입을 함께 측정할 수도 있다.In addition, the leak detection sensor 151 is configured separately from the piping change measuring unit 150 or is configured together with the piping change measuring unit 150 to measure the inflow and outflow of the measured fluid in the piping change measuring unit 150. The mixing of can also be measured together.

이와 같이 구성된 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기(100)는 시험실린더(110)의 내부에 배관시험편(200)을 반입한 상태에서 수소공급구(117)를 통해 배관시험편(200)의 내부로 수소를 공급하고, 유체유출입구(113)를 통해 작동유체를 변화감지공간부(125)로 충전한다.The accelerated life tester 100 for hydrogen metal piping according to the second embodiment of the present invention configured as described above is piping through the hydrogen supply port 117 in a state in which the piping test piece 200 is brought into the test cylinder 110. Hydrogen is supplied into the test piece 200, and the working fluid is charged into the change detection space 125 through the fluid outflow inlet 113.

이때, 변화감지공간부(125)로 제공되는 작동유체는 배관변화측정부(150)에 저장된 작동유체가 공급될 수 있다.At this time, the working fluid provided to the change detection space 125 may be the working fluid stored in the piping change measurement unit 150.

한편, 변화감지공간부(125)에 작동유체가 충전되면, 스트레스제공부(130)를 작동시켜 가압피스톤(135)을 배관시험편(200)이 위치하는 방향으로 이동시켜 배관시험편(200)에 압력스트레스를 부여한다.Meanwhile, when the change sensing space 125 is filled with the working fluid, the stress providing part 130 is operated to move the pressure piston 135 in the direction where the piping test piece 200 is located to apply pressure to the piping test piece 200. imposes stress.

물론, 배관시험편(200)에 가해지는 압력스트레스는 서서히 압력이 증가되거나, 압력의 증가와 축소가 규칙적 또는 불규칙적으로 반복적으로 변화되는 형태로 제공된다.Of course, the pressure stress applied to the pipe test specimen 200 is provided in the form of a gradual increase in pressure or a repetitive change in pressure increase and decrease regularly or irregularly.

한편, 스트레스제공부(130)를 통해 배관시험편(200)에 고압의 압력스트레스가 작용하면, 배관시험편(200)의 두께, 형상, 또는 길이, 재료에 따라 팽창이 발생하고, 배관시험편(200)이 팽창하면 배관시험편(200)의 부피가 커지면서, 변화감지공간부(125)에 충전된 작동유체가 유체유출입구(113)를 통해 유출되면서, 배관변화측정부(150)에서 작동유체의 유출량을 측정하는 형태로 배관시험편(200)의 압력에 따른 팽창률을 측정할 수 있다.On the other hand, when high pressure pressure stress is applied to the piping test piece 200 through the stress provider 130, expansion occurs depending on the thickness, shape, length, or material of the piping test piece 200, and the piping test piece 200 When this expands, the volume of the piping test piece 200 increases, and the working fluid filled in the change detection space 125 flows out through the fluid outflow inlet 113, and the outflow amount of the working fluid is measured in the piping change measuring part 150. The expansion rate according to the pressure of the pipe test piece 200 can be measured in a measuring form.

그리고, 유체유출입구(113)에는 유체유출입구(113)를 지나는 작동유체에 수소를 감지하여 수소가 감지되는 경우, 배관시험편(200)에서 수소의 유출이 발생하였다고 판단하여 스트레스제공부(130)로부터 수소의 가압을 해제한다.In addition, at the fluid outflow inlet 113, if hydrogen is detected in the working fluid passing through the fluid outflow inlet 113, it is determined that hydrogen has leaked from the piping test piece 200, and the stress provider 130 Release the pressurization of hydrogen from.

반면, 배관시험편(200)에 압력이 낮아지면, 팽창하였던 배관시험편(200)이 수축하면서, 변화감지공간부(125)에 배관시험편(200)이 차지하였던 공간이 축소4되면서, 유체유출입구(113)를 통해 배출되었던 작동유체가 다시 변화감지공간부(125)로 유입되고, 배관변화측정부(150)는 작동유체의 유입량을 측정하는 형태로 배관시험편(200)의 압력에 수축률을 측정할 수 있다.On the other hand, when the pressure in the piping test piece 200 decreases, the expanded piping test piece 200 contracts, and the space occupied by the piping test piece 200 in the change detection space 125 shrinks, and the fluid outflow inlet ( The working fluid discharged through 113) flows back into the change detection space 125, and the piping change measuring unit 150 measures the shrinkage rate at the pressure of the piping test piece 200 in the form of measuring the inflow amount of the working fluid. You can.

배관시험편(200)의 시험이 종료되면, 스트레스제공부(130)의 가압피스톤(135)을 배관시험편(200)에서 이격되도록 이동시킨 상태에서 수소공급구(117)를 통해 배관시험편(200)의 내부로 유입된 수소를 외부로 방출하여 회수하고, 변화감지공간부(125)로 공급되었던 작동유체도 배관변화측정부(150)를 통해 회수된다.When the test of the piping test piece 200 is completed, the pressure piston 135 of the stress provider 130 is moved away from the piping test piece 200 and the piping test piece 200 is supplied through the hydrogen supply port 117. The hydrogen introduced inside is discharged to the outside and recovered, and the working fluid supplied to the change detection space unit 125 is also recovered through the piping change measurement unit 150.

이렇게 수소와 작동유체가 회수되면, 제1 실린더하우징(115)에서 제2 실린더하우징(111)을 분리하고, 시험실린더(110)에서 배관시험편(200)을 반출하고 배관시험편(200)의 변화를 관찰하는 형태로 내구성을 시험한다.When the hydrogen and working fluid are recovered in this way, the second cylinder housing 111 is separated from the first cylinder housing 115, the piping test piece 200 is taken out from the test cylinder 110, and the change in the piping test piece 200 is checked. Durability is tested through observation.

따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 금속배관의 가속수명 시험기(100)는 제1 실시예와 마찬가지로 스트레스제공부(130)를 통해 수소의 압력을 직접적으로 가감하여 시험을 수행함으로써, 기존보다 더 가혹환 환경에서 내구성을 시험할 수 있을 뿐만 아니라, 배관시험편(200)에 압력변화를 용이하게 제공함으로써, 신속하게 내구성을 시험할 수 있다.Therefore, the accelerated life tester 100 for hydrogen metal pipe according to the second embodiment of the present invention performs a test by directly adding or subtracting the pressure of hydrogen through the stress providing part 130, as in the first embodiment, Not only can durability be tested in a harsher environment, but durability can be tested quickly by easily providing pressure changes to the pipe test piece 200.

또한, 본 발명은 변화감지공간부(125)에 작동유체를 충전하여 작동유체의 유출입량을 측정하는 형태로 배관시험편(200)의 팽창과 수축률 등의 배관시험편(200)의 변화상태를 용이하게 측정할 수 있다.In addition, the present invention is a form of measuring the inflow and outflow of the working fluid by filling the change detection space 125 with the working fluid, so that the change state of the piping test piece 200, such as the expansion and contraction rate of the piping test piece 200, can be easily measured. can do.

또한, 본 발명은 유출감지센서(151)를 통해 변화감지공간부(125)를 유출입하는 작동유체에 포함된 수소를 감지하는 형태로 배관시험편(200)의 손상을 감지함으로써, 수소의 유출을 최소화하고 수소유출에 따른 신속한 조치가 가능하다.In addition, the present invention minimizes the outflow of hydrogen by detecting damage to the piping test piece 200 by detecting hydrogen contained in the working fluid flowing in and out of the change detection space 125 through the outflow detection sensor 151. And rapid action is possible in response to hydrogen leaks.

이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the rights of the present invention is not limited thereto, and the embodiments of the present invention can be easily modified by those skilled in the art in the technical field to which the present invention belongs and are recognized as equivalent. Includes all changes and modifications to the extent permitted.

100: 수소 금속배관의 가속수명 시험기 110: 시험실린더
111: 제2 실린더하우징 112: 제2 플랜지부
113: 유체유출입구 115: 제1 실린더하우징
116: 제1 플랜지부 117: 수소공급구
120: 팽창억제부재 125: 변화감지공간부
130: 스트레스제공부 131: 압력하우징
133: 축공 135: 가압피스톤
135a: 피스톤링 136: 피스톤축
137: 피스톤스프링 138: 가스켓
140: 시험편패킹 150: 배관변화측정부
151: 유출감지센서 200: 배관시험편
300: 지그 100: Accelerated life tester for hydrogen metal pipes 110: Test cylinder
111: second cylinder housing 112: second flange portion
113: Fluid outflow inlet 115: First cylinder housing
116: first flange portion 117: hydrogen supply port
120: Expansion suppression member 125: Change detection space part
130: Stress providing unit 131: Pressure housing
133: shaft 135: pressurized piston
135a: Piston ring 136: Piston shaft
137: Piston spring 138: Gasket
140: Test piece packing 150: Piping change measurement unit
151: Leak detection sensor 200: Piping test piece
300: Jig

Claims (7)

배관시험편이 수용되며 수용된 배관시험편의 내부로 수소를 공급하는 공급구가 형성된 시험실린더, 및
상기 시험실린더의 단부에 설치되어 상기 시험실린더를 통해 상기 배관시험편의 내부로 공급하는 수소의 압력을 가감하는 형태로 상기 배관시험편에 압력스트레스를 제공하는 스트레스제공부를 포함하고,
상기 스트레스제공부는
상기 시험실린더의 단부에 내부공간이 상호 연통되도록 결합되는 압력하우징, 및
상기 압력하우징의 내부에서 슬라이딩 이동하며, 상기 배관시험편의 내부로 공급된 수소를 직접 가압하여 연통된 내부공간을 통해 상기 배관시험편에 압력스트레스를 제공하는 가압피스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 금속배관의 가속수명 시험기.A test cylinder that accommodates a piping test piece and has a supply port for supplying hydrogen into the interior of the accommodated piping test piece, and
A stress provider installed at the end of the test cylinder to provide pressure stress to the pipe test piece in the form of adding or subtracting the pressure of hydrogen supplied into the interior of the pipe test piece through the test cylinder,
The stress provider
A pressure housing coupled to the end of the test cylinder so that the internal spaces communicate with each other, and
A hydrogen metal pipe that slides inside the pressure housing and includes a pressurizing piston that directly pressurizes the hydrogen supplied to the interior of the pipe test piece and provides pressure stress to the pipe test piece through a connected internal space. accelerated life tester. 제1항에 있어서,
상기 시험실린더에 반입된 상기 배관시험편의 양단의 둘레를 기밀하여 상기 배관시험편으로 공급되는 수소의 유출을 차단하는 시험편패킹을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 금속배관의 가속수명 시험기.According to paragraph 1,
An accelerated life tester for hydrogen metal pipe, comprising a test piece packing that seals the circumference of both ends of the pipe test piece brought into the test cylinder and blocks the outflow of hydrogen supplied to the pipe test piece. 제1항에 있어서,
상기 배관시험편이 압력스트레스의 압력에 의해 팽창변형하는 것을 방지하도록 상기 배관시험편과 상기 시험실린더의 사이로 삽입되는 팽창억제부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 금속배관의 가속수명 시험기.According to paragraph 1,
An accelerated life tester for hydrogen metal pipe, characterized in that it includes an expansion suppression member inserted between the pipe test piece and the test cylinder to prevent the pipe test piece from expanding and deforming due to pressure stress. 제1항에 있어서,
상기 시험실린더는
상기 배관시험편을 상기 시험실린더에 용이하게 반입 또는 반출하도록 상기 스트레스제공부가 결합되는 제1 실린더하우징, 및 상기 제1 실린더하우징을 밀폐하는 제2 실린더하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 금속배관의 가속수명 시험기.According to paragraph 1,
The test cylinder is
Acceleration of hydrogen metal piping, comprising a first cylinder housing to which the stress providing part is coupled to facilitate loading or unloading of the piping test piece into the test cylinder, and a second cylinder housing sealing the first cylinder housing. Life Tester. 제1항에 있어서,
상기 시험실린더는
상기 배관시험편의 둘레에서 이격되어 상기 압력스트레스로 인한 상기 배관시험편의 팽창과 수축에 따른 변화를 측정하도록 상기 배관시험편이 팽창 또는 수축하는 공간을 확보하면서 측정유체가 충전되는 변화감지공간부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하는 수소 금속배관의 가속수명 시험기.According to paragraph 1,
The test cylinder is
It includes a change sensing space spaced apart from the circumference of the pipe test piece and filled with a measurement fluid while securing a space for the pipe test piece to expand or contract to measure changes due to expansion and contraction of the pipe test piece due to the pressure stress. Accelerated life tester for hydrogen metal pipes characterized by: 제5항에 있어서,
상기 변화감지공간부에서 배출되는 측정유체량을 측정하여 상기 배관시험편의 팽창 상태를 측정하는 배관변화측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 금속배관의 가속수명 시험기.According to clause 5,
An accelerated life tester for hydrogen metal pipes, comprising a pipe change measurement unit that measures the expansion state of the pipe test piece by measuring the amount of measured fluid discharged from the change detection space. 제5항에 있어서,
상기 변화감지공간부에서 배출되는 측정유체에 포함된 수소를 감지하는 형태로 상기 압력스트레스로 인한 상기 배관시험편의 손상으로 상기 배관시험편에서 수소의 유출을 감지하는 유출감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 금속배관 가속수명 시험기.
According to clause 5,
Characterized in that it includes a leak detection sensor that detects the outflow of hydrogen from the pipe test piece due to damage to the pipe test piece due to the pressure stress in the form of detecting hydrogen contained in the measurement fluid discharged from the change detection space. Hydrogen metal pipe accelerated life tester.
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