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배관계통에서의 진공 발생방지
   글쓴이 관리자 작성일 2022-07-01 조회수 1097


진공(眞空, Vacuum)이란 기체가 없는 공간의 상태를 말하며, 이런 이상적인 진공상태에서의 기압(氣壓)0이다. 그러나 실제로 이런 완전한 진공상태를 만들 수는 없다.

따라서 진공이란 기체가 전혀 존재하지 않는 상태가 아니라, 일반적으로는 대기압보다 낮은 상태를 모두 포함하는 것이다.

압축된 공기의 반대 개념, 즉 공기의 입자가 보통의 경우보다 희박한 상태인 것이다.

이러한 진공의 원리를 이용하는 대표적인 예가 에어컨이나 냉장고에 냉매 가스를 주입는 일이다. , 진공으로 관 내 공기를 뽑아내어 희박하게 만든 다음

새로 주입할 가스의 통로를 열면 쉽게 빨려 들어간다. 같은 원리로 백열전구와 형광등을 제외한 모든 전구는 내부를 진공으로 만들어 가스를 주입하여 제조한다.

 

반면, 진공으로 인한 사고의 대표적인 사레는 급탕이나 압력탱크 같은 밀폐용기(容器, Vessel)의 내부압력이 대기압보다 낮게 되어 쭈그러들어 파괴되는 경우이다

이상 압력이 가해졌을 때 용기나 배관이 터지(爆發)는 원리의 반대개념이다.

각종 배관계통에서도 진공이 되면 수축되다가 그 정도가 심해지면 파단에 이르게 된다. 또 다른 현상으로는 배관 내 유체유동이 멈추게 되는 경우이다

특히 수직 배관에서는 유체가 중력에 의해 하강함으로써 상부에 진공이 발생하게 되고, 이로 인해 열려있던 수도꼭지나 밸브 등의 토출구를 통해 공기가 

배관 내로 빨려 들어간다. 이로 인해 발생된 진공은 파괴 (break)되어 배관의 쭈그럼짐 파단은 방지된다.

그러나 문제는 그다음이다. 유체유동이 재개되면 배관 내에 유입된 공기는 압축되어 체적이 작아진 상태로 유동하다가 유철(凹凸)부 에 뫃아져 유로를 차단하고 

유체의 유동을 방해하게 된다. 심한 경우에는 펌프가 가동 중임에도 불구하고 유체가 토출되지 않는다

배관내로 유입된 공기가 다시 배출되지 못했기 때문에 발생된 결과이다.

이러한 현상은 배관계통에서 사람의 눈에 보이지 않게 이루어진다

파괴나 물이 토출되지 않는 등의 사고가 발견되었을 때에는 이미 상태가 악화 된 후이다

눈에 안 보이므로 간과해 온 결과이다

그렇다면, 장비를 자동제어하는 것과 마찬가지로, 자동으로 진공을 방지하고 유입된 공기를 재배출 할 수 있는 방법은 없는가

당연히 있다. 몰랐거나 알았다 해도 사용을 안 하고 있을 뿐이다.

 

각종 용기류나 배관계통에는 이상(異常)의 고압(高壓) 발생 경우에 대비하여 안전밸브 (pressure safety relief vale)를 설치하는 것과 마찬가지로

진공을 방지하기 위하여 공기를 유입시키는 밸브, 즉 진공방지밸브(vacuum relief valve, VRV), 유입된 공기를 재 배출해 주는 에어릴리프밸브

(air relief valve, ARV)를 설치하는 것이다. 이 두가지 기구는 바늘과 실과 같은 관계이다.

 

자주 접하는 탱크류나 배관계에서의 진공 피해사례는 설계 시 진공이 발생할 경우를 전혀 검토하지 않은 덕분이다

설명한 것처럼 간단한 조치만 있었어도 겪지 않았을 일을 당한 것이고, 거기에 막대한 비용이 수반되는 손해를 보는 것이다.

꼭 사용해야 할 것을 사용하지 않고, 그것을 마치 원가절감을 위한 것으로 포장하는 일은 더 이상 없어야 한다

초기의 작은 비용을 줄인 결과가 얼마나 큰 경제적 손실로 이어질 수 있는 지는 기술자라면 잘 안다.


ASSE는 발행하는 모든 인증서나 성적서에 '豫防治療보다 낫다('prevention is better than cure)는 문구를 붙인다




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