[기계안전기술사] 문제풀이 2024년 133회 133-3-2 개스킷 취급 시 주의사항 및 개스킷의 누설 원인

2. 개스킷 취급 시 주의사항을 설명하고, 비금속 개스킷의 인장강도 저하에 따른 누설 원인에 대하여 설명하시오.

문제풀이
1) 개요
(1) 개스킷이란
  금속이나 그 밖의 재료가 서로 접촉할 경우, 접촉면에서 가스나 물이 새지 않도 록하기 위하여 끼워 넣는 패킹을 말함
  개스킷(Gasket)은 두 개의 면 사이에 장착되는 것으로 연결 면에 대한 기밀을 유지하고 조립 부위를 통해 외부의 오염된 물질의 유입을 방지하는 고정형 타입 실(Seal)을 말한다.
“개스킷 (Gasket)”이라 함은 플랜지와 플랜지를 체결할 때 접합부에서 유체가 누출되지 않도록 하기 위하여 사용되는 것을 말한다.
(2) 개스킷의 선정시에는 취급하는 위험물질의 물리화학적 성질, 사용온도, 압력 등을 고려하여 선정 할 것
개스킷의 사용목적
(1) 개스킷은 폐쇄기구 둘레의 누수(혹은 누유)를 방지한다.
(2) 유체가 대기로 누수되는 것을 방지한다.
(3) 압력 평형 트림(내/외부의 압력 차이)과 같이 별개 유체 챔버에 좌우되는 내부 기계장치의 역할을 하도록 한다.

개스킷 종류
(1) 판형 개스킷 (2) 스파이럴형 개스킷 (3) 금속피복형 개스킷 (4) 금속 개스킷

3) 개스킷 선정 기준
(1) 온도와 압력에 따라 변화가 없을 것
(2) 화학물질의 접촉에 따라 부식이 발생하지 않을 것
(3) 밀봉 성능이 우수 할 것
(4) 유지/보수가 편리 할 것
(5) 접촉 물질과 화학반응이 없을 것
(6) 충분한 수명을 유지 할 것

1) 침투성, 내약품성, 독성 등 사용 유체의 특성을 확인하고 이에 따라 적절한 개스킷 선정
2) 온도는 개스킷의 내열성과 열 사이클을 고려하여 선정
3) 압력은 개스킷의 내압성과 압력 사이클을 고려하여 선정 .
4) 체결력에 따라 다소 변형되기 때문에 상대 측면보다 연질로 할 것
5) 유체압력 및 체결력에 따라 손상되지 않는 강인성을 가질 것
6) 접합면에 균일한 압력이 분포되도록 탄성, 유연성을 가길 것
7) 유체가 침투하지 않도록 치밀도를 가길 것
8) 사용액에 대하여 부식되지 않을 것
9) 접합면에 접착하지 않고 분리가 용이할 것
10) 개스킷의 기대수명 등을 고려하여 선정

4) 개스킷 취급시 주의사항
(1) 운전 중에 진동, 온도변화, 압력 등의 영향으로 볼트가 풀려져 체결력(조임력)의 저하가 생기고 누설이 될 수 있으므로 정기적으로 누출 여부를 확인하고 누출이 의심될 경우 볼트의 풀림을 재채결하여 야 한다.
(2) 유체의 내압에 의해 볼트의 늘어남과 플랜지의 변형으로 개스킷의 체결압(조임압)이 저하되면 개스킷의 응력이 완화되어 누설이 발생할 수 있어, 플랜지의 강도와 볼트의 강도를 재검토 하여야 한다.
(3) 유체의 온도변화와 압력변동에 따른 체결력의 이상은 개스킷의 수명과도 관계가 있는 것으로 볼트의 신장과 플랜지의 변형으로 인해 개스킷의 압축, 복원력이 따라가지 못해 누설이 발생 할 수 있다.
(4) 개스킷의 폭이 넓어지거나, 인장강도가 크면 파손이 잘 되지 않는다.
(5) 개스킷의 내경이 커 씰링폭이 좁으면 가스킷의 파손율이 높아진다.
(6) 물이 얼어서 얼음이 되면 체적이 팽창하며, 이 팽창 압력은 대단히 크기 때문에 수압에 의해 파손되는 것과 동일한 상태로 개스킷이 파손된다.

5) 비금속 개스킷의 인장강도 저하에 따른 누설 원인
(1) 과도한 조임력에 의한 압축파괴, 압축변형을 일으켜 재질이 파손되어 강도가 크게 저하되고, 편체 현상과 플랜지의 접촉면에 윤활매체가 묻어 있으면 압축파괴 현상이 쉽게 일어난다.
(2) 배관의 열변형(팽창, 수축)에 따라 플랜지의 비틀림, 배관의 신축에 따라 플랜지에 굽힘 모멘 트가 작용하면 편체 현상과 동일한 사항이 된다.
(3) 화학적인 침식에 의한 개스킷의 파손으로 일반적인 오일, 가솔린, 유기용제(톨루엔, 아세톤, 메틸에일케톤), 산, 열매유 등은 다소의 차이는 있지만 인강강도를 감소시킨다. 개스킷의 인장강 도의 저하로 누설의 원인이 된다
(4) 취급 부주의 등으로 개스킷의 내.외경 부위가 훼손 된 경우에도 인장 강도가 저하된다

대책
적절한 조임력 유지: 표준화된 토크 값을 사용하여 균일하게 조임
열변형 관리: 배관 시스템의 열팽창 및 수축을 고려하여 설계하고 설치
화학적 호환성 확인: 사용되는 유체와 개스킷 재질이 화학적으로 호환여부 확인
정기적인 점검 및 유지보수: 정기적으로 시스템을 점검하고 필요한 경우 개스킷을 교체

6) 개스킷을 교체할 때의 취급 요령은 다음과 같다.
(1) 개스킷 해체 시 내부의 유체압은 대기압으로 하며, 관내 유체를 제거 한 후 작업 하여야 한다.
(2) 볼트, 너트를 제거하고 플랜지면이 손상되지 않도록 주의하여 개스킷을 탈착 후 플랜지면의 손상이나 부식 등을 확인 하여야 한다. 이때 플랜지면의 손상이나, 부식 그리고 플랜지의 평행도, 조정 불량을 확인 하여야 한다.
(3) 플랜지면의 이물질을 제거하고 표면조도, 부식 등을 점검하여야 한다.
(4) 볼트, 너트의 이물질을 제거하고 상태 등을 점검하여야 한다.
(5) 플랜지의 접합면은 서로 평평하고, 차이가 없어야 하여 중심이 틀어지지 않고 접촉면에 비틀림이 없어 야 한다.
(6) 개스킷을 조립할 때는 플랜지의 조정 불량을 확인하고 개스킷을 플랜지의 조립 위치에 놓고 설치 하여 야 한다.
(7) 취급하는 유체에 따라 보호안경, 보호장갑 등 적절한 개인보호장구를 착용하여야 한다.

7) 개스킷을 보관할 때의 취급요령은 다음과 같다.
(가) 비금속 개스킷은 유기물을 많이 포함하여 변질될 우려가 있으므로 직사 광선, 고온, 다습, 부식성 있는 장소는 피하여 보관하여야 한다.
(나) 비금속 개스킷 중 고무 재질을 사용한 경우 직사광선, 산소, 오존 등에 고무의 노화를 촉진시키며 온도가 올라가면 황에 의한 가황반응(고무분자간의 가교반응)이 일어나 가스킷이 경화되어 탄성이 저하됨 탄성이 저하된다.
(다) 금속 재질을 사용한 개스킷의 경우 금속부분에 녹이 발생할 우려가 있으므로 다습, 부식성 있는 장소는 피하여 보관하여야 한다.
(라) 링조인트 개스킷은 반드시 수평으로 보관하고, 기타 다른 개스킷은 수평 보관 혹은 가볍게 세워 보관하여야 한다.
(마) 제품의 포장지는 사용 시 까지 제품에서 제거해서는 안 되며, 포장 제거 시 개스킷 실링부의 손상이 없도록 하여야 한다.
(바) 장착 사용한 개스킷을 재사용시 개스킷 본래의 재질이 가지고 있는 압축율, 복원율, 인장 등의 물성이 현저히 저하되므로 재사용은 원칙적으로 금지한다.

8) 캐스킷 설치 가이드라인

개스킷 선정·설치 및 관리기준에 관한 지침(화학물질안전원고시)(제2017-13호)(20171227).doc

2.70MB

https://naver.me/FMTJVawm

네이버

D－9－2016 플랜지 및 개스킷 등의 접합부에 관한 기술지침.pdf

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