안전밸브(Safety Valve)
개요
“안전밸브 (Safety valve)”라 함은 밸브 입구쪽의 압력이 설정압력에 도달하면 자동적으로 스프링이 작동하면서 유체가 분출되고 일정압력 이하가 되면 정상상태로 복원되는 밸브를 말한다.
근거
- 산업안전보건기준에 관한 규칙 제261조(안전밸브 등의 설치)
- 압력용기(안지름이 150밀리미터 이하인 압력용기는 제외하며, 압력 용기 중 관형 열교환기의 경우에는 관의 파열로 인하여 상승한 압력이 압력용기의 최고사용압력을 초과할 우려가 있는 경우만 해당한다)
- 정변위 압축기
- 정변위 펌프(토출축에 차단밸브가 설치된 것만 해당한다)
- 배관(2개 이상의 밸브에 의하여 차단되어 대기온도에서 액체의 열팽창에 의하여 파열될 우려가 있는 것으로 한정한다)
- 그 밖의 화학설비 및 그 부속설비로서 해당 설비의 최고사용압력을 초과할 우려가 있는 것
관련용어
- “설정압력 (Set pressure)”이라 함은 용기 등에 이상 과압이 형성되는 경우, 안전밸브가 작동되도록 설정한 안전밸브 입구측에서의 게이지 압력을 말한다.
- “소요 분출량 (Required capacity)”이라 함은 발생 가능한 모든 압력상승 요인에 의하여 각각 분출될 수 있는 유체의 량을 말한다.
- “배출용량 (Relieving capacity)”이라 함은 각각의 소요 분출량 중 가장 큰 소요분출량을 말한다.
- “설계압력 (Design pressure)”이라 함은 용기 등의 최소 허용두께 또는 용기의 여러 부분의 물리적인 특성을 결정하기 위하여 설계시에 사용 되는 압력을 말한다.
- “최고허용압력 (Maximum allowable working pressure, MAWP)”이라 함은 용기의 제작에 사용된 재질의 두께(부식여유 제외)를 기준으로 하여 산출된 용기 상부에서의 허용 가능한 최고의 압력을 말한다.
- “축적압력 (Accumulated pressure)”이라 함은 안전밸브 등이 작동될 때 안전밸브에 의하여 축적되는 압력으로서 그 설비 내에서 순간적으로 허용될 수 있는 최대 압력을 말한다.
- “배압 (Back pressure)”이라 함은 안전밸브 등의 토출측에 걸리는 압력을 말하는 것으로, 중첩배압과 누적배압의 합을 말한다.
- “시건조치”라 함은 차단밸브를 함부로 열고 닫을 수 없도록 경고조치하는 것을 말하며, 방법으로는 CSO(Car sealed open : 밸브가 열려 시건조치 된 상태), CSC(Car sealed close : 밸브가 닫혀 시건조치 된 상태)가 있다.
- “중첩배압 (Superimposed back pressure)” 이라 함은 안전밸브가 작동하기 직전에 토출측에 걸리는 정압(Static pressure)을 말한다.
- “누적배압 (Built-up back pressure)" 이라 함은 안전밸브가 작동한 후에 유체방출로 인하여 발생하는 토출측에서의 압력증가량을 말한다.
- “분출시험압력 (Cold differential test pressure)” 안전밸브 분출시험설비에서 적용되어야 하는 시험용 압력으로 안전밸브 실제 설치위치에서의 배압 또는 운전온도와 시험설비에서의 조건차이로 인한 영향이 반영된 것을 말한다.
종류
- 스프링식
- 설비 내의 압력이 스프링의 설정압력을 초과하는 경우에 밸브가 열리고 내부의 가스가 방출되는 구조이다. 밸브 본체에 걸리는 내압에 의하여 순간적으로 작동하는 기능을 가진 자동압력방출장치로 밸브가 직접 스프링에 의하여 부하가 걸리는 장치이다.
- 파열판식
- 압력용기, 배관계 및 회전기계 등의 밀폐된 장치가 이상 압력 상승 또는 부압에 의하여 파손되는 것을 방지하기 위하여 설치하는 극히 얇은 금속판을 사용한 압력방출장치로서 기계적 장치가 전혀 없고, 파열판과 홀더로 구성된 가장 간단한 구조로서 스프링식 안전밸브와 함께 설치하거나 단독으로 설치하여 사용한다. 종류로는 파열판의 작동방법에 따라 인장형과 반전형으로 나눈다.
- 가용전식
- 200℃ 이하의 낮은 융점을 갖는 합금(비스무트, 카드뮴, 납, 주석 등)을 가용합금(Fusible Plug)이라고 하며, 이 금속의 비교적 낮은 온도에서 유동하는 성질을 이용하여 용기가 화재 등으로 인해 온도가 상승할 때, 용기 내의 가스를 방출시켜 용기가 이상 승압 되는것을 방지하기 위해 설치하는 용기용 안전장치이다.
- 릴리프 밸브
- 경우에 따라 안전밸브와 릴리프 밸브를 구분해서 명칭하며, 특징으로는 설정압력 이상이 되면 밸브가 서서히 열리게 되어 설정압력 이상의 압력만을 경감시킨다. 안전밸브와의 자세한 비교는 다음과 같다.
| 안전밸브(PSV) | 릴리프밸브(PRV) | |
|---|---|---|
| 적용유체 | 가스(Gas), 증기(Steam) | 물(Water), 오일(Oil) |
| 특징 | 순간방출(Pop Action) | 서서히 방출(Release Pressure) |
| Full Open / Full Close | 설정압력 이하로 모두 배출 | |
| 압력 증감에 비례하여 개폐 | 설정압력 이상의 압력만 배출 |