KR20110047026A - 수소유기균열 시험장치 - Google Patents

수소유기균열 시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수소유기균열 시험장치에 관한 것으로서, 특히, 시험의 진행 상태를 쉽게 확인할 수 있고, 시험의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 안전사고를 방지할 수 있는 수소유기균열 시험장치에 관한 것이다.
본 발명은, 시험 용액이 담수되고 투명재질을 포함하여 이루어지는 용기부; 상기 용기부와 결합되고 시편이 삽입되는 고정홀부가 형성되는 가이드플레이트; 및 상기 고정홀부에 착탈 가능하게 결합되고 상기 시편이 결합되는 마개를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소유기균열 시험장치를 제공한다.
수소유기균열, 황화수소, 시험장치, 강화유리, 송유관

Description

수소유기균열 시험장치 {TESTER FOR HYDROGEN INDUCED CRACKING TEST}
본 발명은 수소유기균열 시험장치에 관한 것으로서, 특히, 시험의 진행 상태를 쉽게 확인할 수 있고, 시험의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 안전사고를 방지할 수 있는 수소유기균열 시험장치에 관한 것이다.
일반적으로 수소유기균열은 재료의 강도에 관계없이 사워 가스(Sour Gas) 분위기 하에서 사용되는 라인파이프 강에서 외력이 작용하지 않더라도 일어나는 현상이다.
유전에서 생산되는 석유 또는 천연가스에서는 황화수소가스 및 탄산가스가 다량 함유되어 있으며 이러한 가스를 사워 가스(Sour Gas)라 한다.
황화수소가스는 염수나 수분이 함유되어 있는 조건에서 산성의 부식 부위기를 형성하여 수소유기균열(HIC : Hydrogen-Induced Cracking)을 일으켜 강관의 직접적인 파단의 원인으로 작용한다.
종래기술에 따른 수소유기균열 시험장치는 유정용 강관 및 석유 수송용 강관 등의 특수 강종에 대해 인장응력을 받는 시험편이 사워 가스를 함유하는 시험용액 속에서 파괴를 일으킬 때까지의 하중 및 시간을 측정할 수 있는 시험 용기를 사용한다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
종래기술에 따른 수소유기균열 시험장치는 시험이 진행되는 용기 내부를 관찰하기 어렵고, 용기가 시험압력에 취약할 뿐만 아니라 황화수소와 용기와의 화학 반응을 일으킬 우려가 있어 시험의 신뢰성 저하 및 작업 중 독성가스의 유출로 안전사고 발생될 수 있는 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 시험 진행 상태를 용이하게 관찰할 수 있고, 용기의 화학반응을 억제하여 시험의 신뢰도를 향상키시며, 안전사고를 방지할 수 있는 수소유기균열 시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 시험 용액이 담수되고 투명재질을 포함하여 이루어지는 용기부; 상기 용기부와 결합되고 시편이 삽입되는 고정홀부가 형성되는 가이드플레이트; 및 상기 고정홀부에 착탈 가능하게 결합되고 상기 시편이 결합되는 마개를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소유기균열 시험장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 상기 용기부는 강화유리재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 가이드플레이트는, 상기 용기의 상단에 결합되고 시험 용액이 공급되는 주입구가 형성되며 가스주입구 및 가스배출구가 형성되는 제1가이드플레이트; 및 상기 용기의 하단에 결합되는 제2가이드플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 마개와 상기 고정홀부 사이에는 상기 시편이 삽입되는 고정링이 개재되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 고정홀부와 상기 마개 사이에는 실링부재가 개재되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수소유기균열 시험장치는 투명재질을 포함하여 이루어지므로 시험이 진행되는 과정을 쉽게 인지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 수소유기균열 시험장치는 강화유리재질을 포함하여 이루어지므로 황화수소와 화학반응을 일으키지 않도록 하여 시험의 신뢰도를 향상시킬 수 있고, 화학반응에 의해 황화수소가 유실되는 것을 방지할 수 있어 안전사고를 예방할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수소유기균열 시험장치의 일 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소유기균열 시험장치가 도시된 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소유기균열 시험장치가 도시된 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소유기균열 시험장치가 도시된 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소유기균열 시험장치의 마개 장착구조가 도시된 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소유기균열 시험장치(100)는 시험 용액이 담수되고 투명재질을 포함하여 이루어지는 용기부(10)와, 용기부(10)와 결합되고 시편(80)이 삽입되는 고정홀부(36)가 형성되는 가이드플레이트(30)와, 고정홀부(36)에 착탈 가능하게 결합되고 시편(80)이 결합되는 마개(50)를 포함한다.
용기부(10)와 가이드플레이트(30)를 결합하여 시험 용액이 담수되는 공간을 형성하고, 마개(50)에 시편(80)을 삽입하여 마개(50)를 고정홀부(36)에 결합하면 밀폐된 공간 내부에 시편(80)이 삽입된다.
이후에, 용기부(10) 내부에 시험 용액 및 시험 가스를 주입하여 수소유기균열 시험을 행한다.
이때, 용기부(10)는 투명재질을 포함하므로 용기부(10) 내부에서 진행되는 수소유기균열 시험을 작업자가 용이하게 인지할 수 있게 된다.
또한, 용기부(10)는 강화유리재질을 포함하여 이루어지므로 용기부(10)에 담수되는 시험 용액 또는 시험 가스와 용기부(10) 사이에서 화학반응이 일어나는 것을 억제하여 수소유기균열 시험의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
아울러, 용기부(10)와 시험 용액 또는 시험 가스 사이에서 화학 반응이 발생되는 것을 억제하여 유해성의 시험 용액 또는 시험 가스가 용기부(10) 외부로 유실되지 않도록 하여 안전사고를 예방할 수 있게 된다.
가이드플레이트(30)는 용기부(10)의 상단에 결합되고 시험 용액이 공급되는 주입구(38)가 형성되며 가스주입구(32a) 및 가스배출구(32b)가 형성되는 제1가이드플레이트(32)와, 용기부(10)의 하단에 결합되는 제2가이드플레이트(34)를 포함한다.
제1가이드플레이트(32)와 제2가이드플레이트(34)는 볼트(12) 및 너트(14)로 이루어지는 체결부재에 의해 결합되고, 제1가이드플레이트(32)와 제2가이드플레이트(34) 사이에 파이프 모양의 용기부(10)가 개재되어 밀폐공간을 형성하게 된다.
이렇게 밀폐공간을 형성한 후에 고정홀부(36)로부터 마개(50)를 분리시키고, 마개(50)와 시편(80)을 결합하여 제1가이드플레이트(32) 및 제2가이드플레이트(34)와 결합하여 시편(80)의 장착을 행한다.
이후에, 주입구(38)의 커버(38a)를 열어 용기부(10) 내부에 해수 또는 인공해수를 주입하고, 가스주입구(32a) 통해 사워 가스를 공급하여 수소유기균열 시험 을 행하게 된다.
마개(50)와 고정홀부(36) 사이에는 시편(80)이 삽입되는 고정링(52)이 개재되는데, 고정링(52)의 내경은 마개(50)의 홀부(50a)와 비교하여 작게 형성되므로 시편(80)이 고정링(52)에 삽입되면 시편(80)이 마개(50)의 홀부(50a)를 따라 슬라이딩되는 것을 억제토록 한다.
따라서 시편(80)의 중앙에 비교적 가늘게 형성되는 시험부(80a)가 용기부(10)의 중앙에 위치되게 조절할 수 있게 된다.
고정홀부(36)와 마개(50) 사이에는 실링부재(54)가 개재되므로 시편(80)이 마개(50)의 홀부(50a)를 따라 슬라이딩되는 것을 억제함과 동시에 시편(80)과 마개(50) 사이의 간격으로 시험 용액 또는 시험 가스가 유실되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 수소유기균열 시험장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
수소유기균열 시험을 행할 때에는 제1가이드플레이트(32)와 제2가이드플레이트(34) 사이에 용기부(10)가 개재되도록 체결부재를 결합하여 밀폐 공간을 만들고, 마개(50)에 시편(80)을 삽입한 후에 마개(50)와 고정홀부(36)를 조립하여 시편(80)의 설치를 완료한다.
이후에, 주입구(38)의 커버(38a)를 열어 해수 또는 인공해수를 용기부(10) 내에 공급하여 커버(38a)를 닫는다.
시편(80)의 상단 및 하단에는 지그(70)를 설치하여 시편(80)을 상측과 하측으로 당기는 인장력을 부여하고, 지그(70)의 일측에는 로드셀(72)을 설치하여 인장력의 크기를 기록할 수 있도록 한다.
상기한 바와 같은 설치에 의해 바다 속에 설치되는 송유관의 상태가 연출되고, 가스주입구(32a)를 통해 시험 가스를 주입하여 가스배출구(32b)로 토출되도록 함으로써, 수소유기균열 시험을 행하게 된다.
이때, 작업자는 투명한 강화유리재질로 이루어지는 용기부(10)에 의해 시편(80)의 반응을 쉽게 인지할 수 있고, 시험 가스와 용기부(10) 사이에 화학반응을 억제할 수 있게 된다.
또한, 마개(50)와 고정홀부(36) 사이에 개재되는 실링부재(54)에 의해 시험 용액 또는 시험 가스가 용기부(10) 외부로 유실되는 것을 방지할 수 있다.
이로써, 시험 진행 상태를 용이하게 관찰할 수 있고, 용기의 화학반응을 억제하여 시험의 신뢰도를 향상키시며, 안전사고를 방지할 수 있는 수소유기균열 시험장치를 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한, 수소유기균열 시험장치를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 수소유기균열 시험이 아닌 다른 시험에도 본 발명의 시험장치가 사용 될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소유기균열 시험장치가 도시된 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소유기균열 시험장치가 도시된 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소유기균열 시험장치가 도시된 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소유기균열 시험장치의 마개 장착구조가 도시된 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10 : 용기부 30 : 가이드플레이트
32 : 제1가이드플레이트 34 : 제2가이드플레이트
36 : 고정홀부 38 : 주입구
50 : 마개 52 : 고정링
54 : 실링부재 80 : 시편

Claims (5)

  1. 시험 용액이 담수되고 투명재질을 포함하여 이루어지는 용기부;
    상기 용기부와 결합되고 시편이 삽입되는 고정홀부가 형성되는 가이드플레이트;
    상기 고정홀부에 착탈 가능하게 결합되고 상기 시편이 결합되는 마개를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소유기균열 시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용기부는 강화유리재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소유기균열 시험장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가이드플레이트는,
    상기 용기의 상단에 결합되고 시험 용액이 공급되는 주입구가 형성되며 가스주입구 및 가스배출구가 형성되는 제1가이드플레이트; 및
    상기 용기의 하단에 결합되는 제2가이드플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소유기균열 시험장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마개와 상기 고정홀부 사이에는 상기 시편이 삽입되는 고정링이 개재되는 것을 특징으로 하는 수소유기균열 시험장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고정홀부와 상기 마개 사이에는 실링부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 수소유기균열 시험장치.
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