수소 경제・수소 사회를 이루는 수소 배관・설비

수소충전소(HRS)에 수소 가스를 공급하기 위한 수소 전문 생산 기지 또는 수소 생산 Plant(SMR), 생산된 수소 가스를 저장하는 압력 용기, 냉각 용기, 생산된 수소를 이송하는 배관 또는 장거리 이동 tube trailer, 압축된 수소 가스를 FCEV에 공급하는 수소충전소, 수소를 on-site 현장에서 발생하는 발생 설비(수전해, 개질기 기타 유틸리티 장비), 수소 배관 설비에 필요한 피팅, 압력용기, PSV 등을 실험하고 인증하는 공사 또는 기관, 수소 활용을 통한 지속적인 수소 경제 정책 지원과 활성화를 위한 각종 R&D Fab., 그리고 장기적으로는 수소를 에너지원으로 사용하고자 하는 모든 모빌리티의 충전 지원소와 연료 전지 발전소 등의 핵심인 초고압 저온 초저온(cryogenic) 수소 배관과 설비의 안정적인 설계만이 우리가 원하는 세계 1위의 수소 경제, 수소 사회를 이룰 수 있습니다.

수소의 독특한 물성

설계 및 시공시, 수소의 물성중 수소 취성의 독특한 파괴 효과를 고려해야합니다. 수소 자체적으로 배관의 견고함을 파괴하는 효과(hydrogen gas embrittlement)와 장기적인 피로에 의한 물성 저하, crack, 파단 등을 촉진시키는 역할(hydrogen stress cracking)은 수소 취급을 까다롭게 하는 원인입니다. 특히, 부지내 수소 설비의 lay-out을 최소화하기 위한 목적으로 제작되는 PKG 형태의 설비에서 발생하는 배관, 구성품의 조밀한 위치 그리고 잦은 bending에 의한 진동, 응력의 전달은 수소 취성에 의한 crack 신장을 유도할 수 있으므로, 안전 성능을 보장하기 위해 세심한 엔지니어링이 필요합니다.

수소 취급 설비의 사고 사례

수소 누출, 과압 폭발, 화재 폭발 등의 공정 안전 이슈는 설비 주변에 거주하는 주민뿐 아니라 수소 경제에 관심과 염려를 동시에 가지고 있는 이해관계자들에게는 큰 문제가 될 수 있습니다. 그리고, 수소법을 포함한 안전한 수소 경제 사회 구축을 목적으로 하는 정부 정책 입안가들에게는 실제적으로 업무 진행 및 인허가에 많은 저항이 따를 수 있습니다. 국민의 수소에 대한 안전 인식과 지역 주민들과의 협의를 이끄는 것이 궁극적으로 수소 경제의 성패를 좌우합니다. 그러므로, 수소 취급 배관 설비의 사고를 설계 단계에서 예방하여 안전을 확보하는 것이 중요하며, 이런 취지에서 수소 배관 설비에 대한 응력 해석에는 전문성이 필요합니다.

수소 응력 진동 건전성(integrity) 해석의 필요성

특히 수소 배관의 응력 해석을 통한 배관, 설비와의 연결구(bore connection)에 대한 안전성 확보가 필요합니다. 그리고, 진동을 유발하는 고압 compressor, 기타  booster에 의한 응력 진동 전달(transfer)의 영향을 최소화 또는 적정 범위에서 제어하여 건축 자재의 물성이나 배관 구성 시스템이 감당할 수 있는지, 감당하게 된다면 수명 연한(life-cycle)은 얼마로 예측할 수 있는지 등의 정확한 분석이 필요합니다. 이는 모두 안전한 설계, 시공을 통해 장비의 integrity를 초기에 확보하고, 사용자가 O&M 중 발생할 수 있는 사고를 최대한 늦춤으로써 장비의 reliablity에 기여하고자 함입니다. 가급적, 현장에서 문제가 발생하여 문제를 어렵게 troubleshooting하는 것보다는 설계 단계에서 응력의 영향, 진동의 영향을 줄여 건전성을 미리 확보하는 것이 설비 운영자의 입장에서는 당연히 중요합니다.

수소 응력 진동 건전성(integrity) 해석 서비스 항목

다음은 전형적인 배관 응력 해석의 목적입니다 :

하이젠어스에서 추구하는 수소 배관 설비 전문 응력 해석 서비스는 다음에 초점을 맞추고 있습니다 : 

기타 자세한 문의는 유선으로 확인 가능합니다.

수소 배관 응력 해석에 사용하는 프로그램 목록

수소 배관 응력 해석 관련 서비스 이용 고객