냉동설비의 제작 및 시공(1)

관 재료의 성질과 사용 제한

●최저 사용온도에서 사용 제한… 각 재료의 최저 사용온도 기준

강재는 일반적으로 온도가 저하함에 따라 인장강도, 항복점(Yield point), 경도 등이 증대한다. 반면 경도가 증가함에 따라 신장, 충격값 등은 저하하는 단점이 있다.

어느 온도 이하의 저온이 되면 신장이 작아지고 흡수에너지가 저하해 재료가 약해지는 현상을 저온취성이라고 한다. 이 저온취성이 발생하는 온도를 천이온도라고 하고 냉동 예시기준에서는 이 천이온도를 기준으로 해서 내압부분에 사용하는 재료의 최저사용온도(사용할 수 있는 최저의 온도)가 규정되어 있으며 이 온도 이하에서는 사용할 수 없다. 이 최저 사용온도는 KS 또는 JIS 규격의 재료, 두께 등에 규정되어 있다.

그 일례를 이하에 나타낸다.

• SS(일반구조용 압연강재)의 판두께 13mm 이하에서는 …-20℃

• SM-A재(용접구조용 압연강재의 A종)의 판두께 13mm 이하에서는 …-40℃

• SM-B재(용접구조용 압연강재의 B종)의 판두께 13mm 이하에서는 …-50℃

• SLA235B(저온압력용기용 탄소강판)의 판두께 13mm 이하에서는 …-75℃

• SLA325B(저온압력용기용 탄소강판)의 판두께 13mm 이하에서는 …-90℃

• SF재(탄소강단강품) 및 SC재(탄소강주강품)에서는 …-60℃

또 더욱이 저온용에서는 일반적으로 SUS재(열간압연 스테인리스 강판), SCS재(스테인리스강 주강품), 스테인리스관(SUS304TP), 동관 등을 사용한다.

<표 1> 냉동장치에 주로 사용되는 재료의 최저사용온도

●냉매의 종류 등에 의한 재료의 사용제한… 냉동 예시규준 참조

사용할 수 없는 재료(기기, 배관, 밸브 등)과 그 이유의 일례를 이하에 나타낸다.

① 독성가스(암모니아 냉매)를 사용하는 경우

• 동 및 동합금… 부식하므로 동배관, 동의 냉각관은 사용할 수 없다. 또 황동(동과 아연의 합금)은 특히 수분이 공존하면 금속을 철저히 부식한다. 단 청동(동과 주석의 합금)은 부식성이 작고 상시 유막으로 덮여 있는 경우는 사용할 수 없다.

② 플로로카본 냉매를 사용하는 경우

• 알루미늄합금… 2%를 넘는 마그네슘을 함유한 알루미늄합금은 부식한다.

• SS재와 SM400A(설계압력 1.6MPa 초과), FC재(설계압력 1.4MPa 초과), SGP(설계압력 1MPa 초과) 등… 신뢰성이 다소 낮고 압력조건이 붙는다.

설계압력, 허용압력

중략

2020년 6월호 냉동냉장스터디 참조