[기계안전기술사] 문제풀이 2024년 133회 133-4-3 배관 내부에 잔존하는 이물질 배관 세정방법

3. 배관 시공 후 또는 운전 중 배관 내부에 잔존하는 이물질을 제거하기 위한 배관 세정방법에 대하여 설명하시오.

문제풀이

1) 개요
(1) 배관 내부에 잔존하는 이물질은 유체 흐름 방해를 일으켜 배관 내부압력 상승과 부식을 유발 하여 배관 수명에 악영향을 준다.
(2) 정기적인 세정을 통해 배관의 수명을 연장해야 하며, 세정 시 서비스되는 물질과 생성되는 스 케일의 종류 및 형태에 맞는 세정 방법을 선택해야 한다.
(3) 특히나 화학세정의 경우 염산, 황산, 질산과 같은 강산을 사용하기에 배관 금속과 반응 시 심 각한 손상을 야기 하므로 주의가 필요하다.

2) 배관 이물질 형태
(1) 녹(Rust)

녹은 금속이 산화된 모습니다. 즉 기존 배관의 철 성분이 산소와 결합한 결과물이 녹이다.
녹은 철(Fe)분자에서 빠져 나온 전자가 물분자와 산소와의 결합을 촉진시켜 수산화(OH-)이온을 발생 하게 하는데 수산화 이온이 철(Fe++ )이온과 결합하여 산화철인 Fe203를 형성합니다. 바로 이 Fe203가 바로 '녹'이다.

(2) 스케일 (Scale)
모든 물 속에는 소위 미네랄이라고 불리는 상당량의 칼슘, 마그네슘 등과 염기성 물질(HC03- S04-)등이 녹아 있습니다.
이러한 물질들은 냉각, 가열 등의 온도 변화에 따라 양이온과 음이온 이 결합하여 물 속에서 떨어져 나와 관 내부에 달라붙게 되고 이러한 것들이 쌓여 CaC03와 같은 스케일이 되는 것이다.

(3) 물때
물때는 스케일과 녹이 생성됨에 따라 생기는 물의 이물질 또는 이끼로 녹과 스케일이 제거되면 물때의 문제도 자연히 해결 가능

(4) 먼지, 기름, 녹 방지를 위한 그리스 등
먼지, 기름 등의 이물질은 녹과 스케일이 제거되면 자연히 제거된다.

3) 배관 세정 방법
(1) 브러쉬(Brush)
가. 정의: 배관의 내경보다 약간 큰 볼이나 브러쉬를 강제로 삽입시켜 내부를 청소
나. 장/단점
작업이 비교적 단순하며, 작업시간이 적게 소요 됨 .
적용할수 있는 길이에 한계가 있고, 곡관 적용 어려움
브러쉬의 마모가 심하며, 때때로 작업중 브러쉬가 배관을 폐쇄
사전에 환경과 배관 재질등의 조사와 적용성이 필요

(2) 화학 세정(산 세정 및 알칼리 세정) => 플러싱(Flushing) 작업
가. 정의: 염산, 황산 등과 같이 스케일에 용해력이 강한 화학약품을 이용하여 녹/스케일 등을 연 화시켜 세관하는 방법
나. 장/단점
  브러쉬 공법과 병행하여 응용
  세척성능이 우수하다
  이물질 연화 등 작업시간이 오래 걸림
  세척수 처리 등 환경오염의 우려가 있음

(3) 고압수 분사
가. 정의: 배관내에 100 ~ 1500 kg/에의 고압수를 노즐을 통하여 고속으로 분사하여 세척
나. 장/단점
   노즐 부착형 소형에서부터 자주식 이송장치로 이동하는 대형배관 세척도 가능
   열교환기의 전열관 세척에 널리 이용
   배관모재에 손상 우려 .곡관 등에 적용 곤란

(4) 샌드블라스팅
가. 정의: 고압의 압축공기(물)를 이용하여 모래를 고속으로 분사시켜 그 충격력에 의해 세척
나. 장/단점
   대형관이나 배수관 등의 세척에 용이함 스케일 제거 뿐 아니라 모재에 손상을 입히는 경우가 발생
   노후관의 경우 부석이 심한곳에 누수발생의 원인 .작업 완료 후 물로 추가 세척하는 번거로움

(5) 초음파 세척
가. 정의: 초음파 진동자를 이용하여 초음파(25~30KHz)를 배관에 발사하여 배관내의 물에 미세한 진동을 연속적으로 가해 세척
나. 장/단점
   초음파가 미치는 한정된 범위에서만 사용가능
   비교적 소형물체의 세척에 이용

(6) 물리적 이온 세척
가. 정의: 특수 아연 합금 등을 사용 갈바니 효과를 이용하여 지속적인 이온화 현상을 일으켜 세척
나. 장/단점
   환경오염의 우려가 없음
   작업이나 설치가 간편하며 효과가 확실하다
   장시간에 걸쳐 효과가 나타난다.
   고온(90C)에서의 적용이 어렵다

(7) 충격파 세척
가. 정의: 배관내에 압축공기를 주기적으로 인한 흐름의 난류를 유도하여 기도를 발생시켜 세척
나. 장/단점
    환경오염의 우려가 없음
    작업이 간단하고 작업시간이 짧다

4) 세정작업 주의 사항(안전작업 방법)
(1) 세정작업 중 일어 날 수 있는 문제에 대해 이해하고 있는 자가 감독을 할 것
(2) 작업원은 필요한 작업을 안전하게 수행할 수 있도록 충분한 기술을 갖고 있을 것
(3) 배관 내 내용물을 안전한 장소로 완전히 배출시킬 것
(4) 작업 전에 모든 파이프는 차단시키고, 플러그는 뽑거나 폐쇄시켜야 한다.
     밸브를 통해 물질 이 샐 수 있으므로 이중 밸브 또는 맹판을 설치하여 차단 할 것
(5) 작업 전 작업절차서를 작성하고, 절차에 준하게 작업을 실시 할 것

참고 사이트
https://naver.me/FA2IJqfn

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