압력용기의 분류와 특징: 기능과 형상에 따른 차이점

압력용기의 분류와 특징: 기능과 형상에 따른 차이점

 

 

 

 

 

압력용기의 개요

 

1. 정의 및 역할

 

(1) 압력용기의 정의
  - 압력용기는 내부의 유체가 일정한 압력을 유지하도록 설계된 밀폐 용기로, 산업 공정에서 

    유체의 저장, 반응, 분리 등을 위해 사용됨
  - 사용 조건에 따라 다양한 형태와 구조로 제작되며, 운전 중 내압력 또는 외압력을 받는 것이 특징

 

(2) 압력용기의 역할
  - 화학 공정에서 반응을 안정적으로 수행하기 위한 압력 조절 기능 수행
  - 유체의 안전한 저장 및 운반을 위한 밀폐 구조 제공
  - 열교환 및 분리 공정에서 핵심적인 역할 수행

 

 

 

 

압력용기의 분류

 

1. 기능에 따른 분류

 

(1) 가열을 목적으로 하는 장치
  - 열교환기(Heat Exchanger): 두 개의 유체 간 열을 교환하여 가열 또는 냉각을 수행하는 장치
  - 온수 가열기(Hot Water Heater): 물을 가열하여 산업 공정 및 건물 난방에 사용

 

(2) 반응을 목적으로 하는 장치
  - 반응기(Reactor Vessel): 내부에서 화학 반응이 일어나도록 설계된 용기
  - 반응탑(Reactor Tower): 연속적인 반응이 진행되는 공정에서 사용되는 구조

 

(3) 성분 분리를 목적으로 하는 장치
  - 증발기(Evaporator): 액체를 기체로 변환하여 특정 성분을 분리하는 장치
  - 증류탑(Distillation Column): 끓는점 차이를 이용하여 유체를 성분별로 분리하는 장치
  - 추출기(Extractor): 두 개의 상(phase) 사이에서 특정 물질을 선택적으로 용해하여 분리하는 장치

 

 

 

2. 형상에 따른 분류

 

(1) Saddle Type (Horizontal Pressure Vessel)
  - 수평형 압력용기로, 두 개 이상의 새들(Saddle) 지지대를 통해 하중을 분산
  - 대량의 유체 저장이 가능하며, 열교환기 및 대형 저장 탱크에 사용됨

 

(2) Skirt Type (Vertical Pressure Vessel)
  - 수직형 압력용기로 하단에 원통형 스커트(Skirt)를 부착하여 지지하는 방식
  - 높은 안정성을 제공하며, 대형 반응기, 증류탑, 저장탱크 등에 사용

 

(3) Leg, Lug Type (Vertical Pressure Vessel)
  - 용기의 하부에 다리(Leg) 또는 러그(Lug)를 부착하여 지지하는 구조
  - 주로 소형 압력용기에 사용되며, 공간 활용도가 높고 유지보수가 용이

 

 

 

 

압력용기의 설계 및 안전 관리

 

1. 설계 시 고려 요소

 

(1) 재료 선정
  - 내구성과 내식성이 뛰어난 재료가 요구되며, 탄소강, 스테인리스강, 합금강 등이 주로 사용됨

 

(2) 두께 및 강도 계산
  - 내부 압력 및 외부 하중을 견딜 수 있도록 설계되며, 국제 규격(ASME 등)을 준수하여 제작됨

 

(3) 안전장치 적용
  - 과도한 압력 상승을 방지하기 위해 안전밸브 및 릴리프 밸브 설치

 

 

 

2. 유지보수 및 검사

(1) 비파괴 검사(NDT, Non-Destructive Testing)
  - 초음파 검사(UT), 방사선 검사(RT), 침투 탐상 검사(PT) 등을 활용하여 용접부 및 재료 결함을 점검

 

(2) 정기 검사 및 유지보수
  - 운전 중 부식이나 손상을 방지하기 위해 주기적인 점검 및 보수 수행