가스통

Gas cylinder
가압 가스의 힘을 부여하는 데 사용되는 기계 장치는 공압 실린더를 참조하십시오.도시 가스를 저장하는 데 사용되는 대형 구조물은 가스 홀더를 참조하십시오.
산업용 압축 가스 실린더로, 옥시 연료 용접 및 강철 절삭에 사용됩니다.

가스 실린더는 대기압 이상의 가스를 저장하고 저장하는 압력 용기입니다.고압 가스 실린더는 병이라고도 불린다.실린더 내에는 내용물의 물리적 특성에 따라 압축가스, 액체상의 증기, 초임계유체 또는 기판재료에 용해된 상태일 수 있다.전형적인 가스 실린더 디자인은 평평한 바닥 끝에 수직으로 서 있고 밸브와 받침 장치에 연결하기 위한 장착물이 상단에 있는 가늘고 긴 형태이다.

이 문맥에서 실린더라는 용어는 탱크와 혼동해서는 안 됩니다. 실린더는 중력에 의해 액체가 저장되는 개방형 또는 통기형 용기이지만, 스쿠버 탱크라는 용어는 일반적으로 수중 호흡 장치에 대한 호흡 가스 공급에 사용되는 실린더를 지칭하는 데 사용됩니다.

명명법

미국에서 "병아리 가스"는 일반적으로 액화석유가스를 말한다."병아리 가스"는 때때로 의료 공급, 특히 휴대용 산소 탱크를 위해 사용됩니다.포장된 산업용 가스는 종종 "실린더 가스"라고 불리지만, "병형 가스"는 가끔 사용됩니다.프로판 탱크라는 용어는 프로판이 있는 실린더에도 사용됩니다.

영국과 유럽의 다른 지역들은 산업용, 의료용 또는 액화석유가스를 논할 때 일반적으로 "병 가스"를 언급한다.이와는 대조적으로, 미국에서는 액화석유가스라고 불리는 것을 일반적으로 "LPG"라고 하며,[citation needed] 필요한 열 출력에 따라 여러 상호 중 하나, 특히 부탄이나 프로판 중 하나를 사용하여 주문할 수 있다.

자재

가스 실린더의 재료에 대한 자세한 내용은 압력 용기 const 건설 재료를 참조하십시오.

설계 규정과 적용 표준 및 재료 비용에 따라 대부분의 가스 실린더에 용접부가 없는 강철을 선택할 수 있었습니다. 강철은 부식에 저항하도록 처리되었습니다.새로 개발된 일부 경량 가스 실린더는 스테인리스강과 복합 재료로 만들어진다.탄소 섬유 강화 폴리머의 매우 높은 인장 강도 때문에 이러한 용기는 매우 가벼울 수 있지만 [1]제조하기가 더 어렵습니다.

섬유 재료로 강화되거나 조립된 실린더는 일반적으로 10년이 아닌 5년마다 금속 실린더보다 더 자주 검사해야 하며, 금속 실린더보다 더 철저하게 검사해야 합니다.서비스 [citation needed]수명이 제한될 수 있습니다.

강철 실린더의 검사 주기는 5~6년에서 10년으로 늘어났다.[citation needed]물에 들어가는 다이빙 실린더는 더 자주 점검해야 한다.구조적인 문제가 있는 것으로 확인되었을 때, 특정 강철 및 알루미늄 합금은 서비스를 [citation needed]중단했습니다.

섬유 복합 실린더는 원래 15년, 20년 또는 30년이라는 제한된 수명으로 지정되었지만, 오늘날 강철 실린더는 일반적으로 70년 후에 회수되거나 정기 검사 및 [citation needed]테스트를 통과하면 무기한 사용될 수 있습니다.몇 년 동안 NLL(Non-limited-life)로 지정된 복합 실린더가 존재하기 때문에 손상이 발생하지 않는 한.

종류들

실린더를 보강하기 위해 유리-섬유 복합 재료가 사용되었기 때문에 고압 [citation needed][clarification needed]용기의 구조에는 다음과 같은 다양한 유형이 있습니다.

  1. 금속만.대부분 이음매가 없는 단조 금속입니다.그러나 액화 부탄과 같은 낮은 작동 압력을 위해 용접된 강철 용기도 있습니다.
  2. 금속 용기, "실린더"의 원통 부분 주변에만 섬유 복합물로 포장된 후프. (기하학적으로 원통 영역의 인장 강도가 실린더의 구형 캡에 비해 두 배 더 필요합니다.)
  3. 얇은 금속 라이너(용기를 단단히 고정시키지만 작동 압력에는 기여하지 않음)가 매트릭스 재료에 섬유로 완전히 포장되어 있습니다.
  4. 플라스틱 소재의 무금속 라이너로, 파이버 소재로 완전히 포장되어 있습니다.보스, 실린더 헤드 중앙은 여전히 금속으로 되어 있으며 밸브용 나사산이 포함되어 있습니다.

가스저장용 압력용기는 부피별로 분류할 수도 있다.남아프리카에서 가스 저장 실린더는 최대 150리터의 용수량을 가진 리필 가능한 운반용 컨테이너를 의미합니다.150~3000리터 물 용량의 리터급 이동식 원통형 용기를 [2]튜브라고 합니다.

규제 및 테스트

고압 실린더의 운송은 전 세계의 많은 정부에 의해 규제되고 있다.일반적으로 다양한 수준의 테스트가 운송 대상 국가에 대해 통치 당국에 의해 요구된다.미국에서 이 기관은 미국 교통부(DOT)입니다.마찬가지로 영국에서는 유럽 교통 규제(ADR)가 교통부(DfT)에 의해 구현된다.캐나다의 경우, 이 기관은 Transport Canada(TC)입니다.실린더에는 Underwriters Laboratory(UL)와 같은 독립 테스트 기관의 설계 및/또는 성능에 대한 추가 요구사항이 있을 수 있습니다. 고압 실린더의 각 제조업체에는 제품의 품질 및 안전성을 검사하는 독립 품질 에이전트가 필요합니다.

영국 내에서 "유능한 기관"인 수송부(DfT)는 승인된 실린더 테스터의 규정과 임명을 영국 인증국(UKAS)에 의해 수행되며, 영국 인증국은 개별 기관의 승인을 위해 차량 인증 기관(VCA)에 권고한다.

다양한 실린더에 대해 다양한 테스트를 수행할 수 있습니다.가장 일반적인 테스트 유형으로는 정수압 테스트, 버스트 테스트, 최종 인장 강도, 샤르피 충격 테스트 및 압력 사이클링이 있습니다.

제조 공정 중, 통상적으로 중요한 정보는 실린더에 스탬프 또는 영구 표시된다.이 정보에는 일반적으로 실린더 유형, 작동 압력 또는 서비스 압력, 일련 번호, 제조 날짜, 제조 업체의 등록 코드 및 경우에 따라 테스트 압력이 포함됩니다.규제 요건에 따라 다른 정보도 날인할 수 있다.

대부분 그렇듯이 여러 번 사용되는 고압 실린더는 몇 년에 [3]한 번씩 유체 정역학적 또는 초음파적으로 테스트하고 육안으로 검사할 수 있습니다.미국에서는 실린더 및 서비스에 따라 5년마다 또는 10년마다 정수압/초음파 테스트가 필요합니다.

밸브 연결부

질소 실린더에 부착된 가스 조절기.오른쪽부터 - 실린더 밸브, 실린더 압력 게이지, 조절기의 압력 조절 밸브(노란색), 출구 압력 게이지, 니들 밸브로 종단되는 3방향 출구.

밸브

가스 실린더는 보통 한쪽 끝에 정지각 밸브가 있고 실린더는 보통 밸브가 위에 위치하도록 방향을 잡습니다.가스를 사용하지 않을 때 보관, 운반, 취급 시 실린더가 넘어질 경우에 대비하여 돌출된 밸브에 캡을 씌워 손상이나 파손을 방지할 수 있습니다.실린더에는 캡 대신 밸브 어셈블리 주위에 보호 칼라 또는 넥 링이 있는 경우가 있습니다.

연결

산업용, 의료용 및 잠수용 실린더의 밸브는 일반적으로 가스의 범주에 따라 다른 핸드니스, 크기 및 유형의 나사산을 가지고 있기 때문에 가스를 잘못 사용하는 것이 더 어렵습니다.예를 들어, 수소 실린더는 산소 조절기와 공급 라인에 맞지 않기 때문에 재앙을 초래할 수 있습니다.일부 피팅은 오른쪽 실을 사용하는 반면 다른 피팅은 왼쪽 실을 사용합니다. 왼쪽 나사 피팅은 일반적으로 절단된 홈이나 홈으로 식별할 수 있습니다.

미국에서는 CGA(Compressed Gas Association)가 어떤 가스에 사용할지에 대한 지침을 발표하기 때문에 밸브 연결부를 CGA 연결부라고 부르기도 합니다.예를 들어 아르곤 실린더는 밸브에 "CGA 580" 연결부가 있습니다.고순도 가스는 때때로 CGA-DISS(지름 지수 안전 시스템) 연결을 사용합니다.

공통 실린더 밸브 연결부
가스 종류 CGA 밸브 출구(미국)
아세틸렌 510
공기, 숨쉬기 346, 347
공기, 공업용 590
아르곤 580, 718, 680 (3500 psi), 677 (140 psi)
부탄 510
이산화탄소 320, 716
일산화탄소 350, 724
염소 660, 728
헬륨 580, 718, 680 (3500 psi)
수소 350, 724, 695 (3,500 psi
메탄 350
네온 580, 718
질소 580, 718, 680 (3500 psi), 677 (140 psi)
아산화질소 326, 712
산소 540, 714
산소 혼합물(23.5%) 296
프로판 510
제논 580, 718


의료 가스는 핀 지수 안전 시스템을 사용하여 가스가 서비스에 잘못 연결되지 않도록 할 수 있습니다.

유럽 연합에서는 DIN 접속이 미국보다 일반적입니다.

영국에서는 영국표준협회가 기준을 정하고 있다.가연성 가스 실린더용 좌측 나사식 밸브(가장 일반적으로 황동, BS4, 부식되지 않는 실린더 내용물용 밸브 또는 스테인리스강, BS15, 부식성 내용물용 밸브)의 사용이 표준 중에 포함된다.비인화성 가스 실린더에는 우측 나사형 밸브(가장 일반적으로 황동, BS3, 비부식 구성 요소용 밸브 또는 스테인리스강, BS14, 부식 구성 [4]요소용 밸브)가 장착되어 있습니다.

공통 실린더 밸브 연결부
가스 종류 BS 밸브 출구(영국)[4]
아세틸렌 2, 4
공기, 숨쉬기 3
공기, 공업용 3
아르곤 3
부탄 4
이산화탄소 8
일산화탄소 4
염소 6
헬륨 3
수소 4
메탄 4
네온 3
질소 3
아산화질소 13
산소 3
산소 혼합물(23.5%) 기타 가이드가 적용됩니다.
프로판 4
제논 3

레귤레이터

실린더 내의 가스를 저압으로 사용할 경우 캡을 분리하고 압력 조절 어셈블리를 스톱 밸브에 부착합니다.이 부착물에는 일반적으로 업스트림(흡입구) 및 다운스트림(출구) 압력 게이지가 있는 압력 조절기와 추가적인 다운스트림 니들 밸브 및 출구 연결부가 있습니다.주변 저장 조건에서 가스로 남아 있는 가스의 경우, 업스트림 압력 게이지를 사용하여 압력에 따라 실린더에 남아 있는 가스의 양을 추정할 수 있습니다.프로판과 같이 액체 상태의 기체의 경우 출구 압력은 기체의 증기 압력에 따라 달라지지만 실린더가 거의 소진될 때까지 떨어지지 않습니다.레귤레이터는 다운스트림 압력을 제어하도록 조정되어 다운스트림 게이지에 표시된 압력으로 실린더에서 나오는 가스의 최대 흐름을 제한합니다.아크 용접을 위한 가스 차폐와 같은 일부 목적을 위해 조절기는 다운스트림 측에 유량계도 있습니다.

조절기 콘센트 연결부는 가스 공급이 필요한 곳에 부착되어 있습니다.

안전 및 표준

여기서 보는 것처럼 태양 아래 집단에 쇠사슬을 매는 것보다 실린더를 개별적으로 서늘한 곳에 고정하는 것이 더 안전할 것입니다.

내용물이 압력을 받고 있고 때로는 유해 물질이기 때문에 병에 든 가스를 취급하는 것이 규제됩니다.규정에는 밸브의 낙하 및 손상을 방지하기 위한 체인의 병, 부상 또는 사망을 방지하기 위한 적절한 환기 및 잠재적 위험을 나타내는 표지판이 포함될 수 있습니다. 압축 가스 실린더가 넘어져 밸브 블록이 절단될 경우 고압 가스의 급격한 방출로 인해 실린더가 제비꽃이 피게 될 수 있습니다.가속되어 재산상 손해, 부상 또는 사망의 원인이 될 수 있습니다.이를 방지하기 위해 실린더는 일반적으로 스트랩이나 체인으로 고정된 물체나 운반 카트에 고정됩니다.또한 안전 캐비닛에 보관할 수도 있습니다.

화재에서는 가스 실린더 내의 압력이 온도에 정비례하여 상승합니다.내부 압력이 실린더의 기계적 한계를 초과하여 가압 가스를 안전하게 대기로 배출할 수 있는 수단이 없을 경우 용기가 기계적으로 고장납니다.용기 내용물이 인화성인 경우 이 이벤트는 "불덩어리"[5]를 일으킬 수 있습니다.산소 및 불소와 같은 산화제는 영향을 받는 부분의 연소를 가속화함으로써 유사한 효과를 발생시킵니다.실린더의 내용물이 액체이지만 주변 조건에서 기체가 되는 경우, 이를 보통 비등액체팽창증기폭발(BLEVE)이라고 합니다.

영국 및 기타 일부 국가의 의료 가스 실린더에는 밸브 시트와 [citation needed]실린더 사이의 밸브 블록에 Wood 금속의 퓨즈 플러그가 있습니다.이 플러그는 비교적 낮은 온도(70°C)에서 녹으며 실린더의 내용물이 열로 인해 크게 약화되기 전에 주변으로 배출되도록 하여 폭발 위험을 줄입니다.

열기구에서 발견된 가스 실린더는 CAA 승인 검사관의 연례 검사의 일환으로 1년에 한 번 점검해야 하며, 움푹 패이거나 긁힌 자국이 실린더에 위험을 초래하지 않습니다.Balloon cylinder의 압력감소 밸브는 실린더 내부 점검과 함께 손상 징후가 있는 경우 10년 이상 경과 후 교체하여 [6]실린더 내부의 부식 및 이물질을 점검합니다.

보다 일반적인 감압 장치는 실린더와 밸브 시트 사이의 밸브 베이스에 장착된 단순한 버스트 디스크입니다.버스트 디스크는 미리 정해진 압력으로 파열되도록 설계된 작은 금속 개스킷입니다.일부 버스트 디스크는 저융점 금속으로 백업되므로 버스트 디스크가 [citation needed]파열되기 전에 밸브가 과도한 열에 노출되어야 합니다.

압축가스협회는 병에 든 가스의 안전한 취급과 사용에 관한 많은 책자와 팜플렛을 발행한다.

국제 및 국내 표준

가압 가스 실린더 및 관련 구성 요소의 제조, 사용 및 테스트와 관련된 광범위한 표준이 있습니다.몇 가지 예를 다음에 나타냅니다.

  • ISO 11439: 가스 실린더 - 자동차[7] 연료로 천연가스를 차내에 저장하기 위한 고압 실린더
  • ISO 15500-5: 도로 차량 - 압축 천연가스(CNG) 연료 시스템 구성 요소 - Part 5: 수동 실린더[8][9] 밸브
  • US DOT 3/4/8 ?--: e-CFR (연방규정 전자코드)제49부 178부, 서브파트 C - 실린더 사양[10]
  • 스쿠버, SCBA, 산소 서비스용 US DOT 알루미늄 탱크 합금 6351-T6 수정판 - 육안 에디 검사[11]
  • AS 2896-2011:의료 가스 시스템—불연성 의료 가스 파이프라인 시스템 설치 및 테스트(호주 표준).

컬러 코딩

가스 실린더는 종종 색상으로 구분되지만, 코드가 서로 다른 관할구역에 걸쳐 표준이 아니며 때로는 규제되지도 않습니다.실린더 색상은 확실한 제품 식별을 위해 안전하게 사용될 수 없습니다. 실린더에 포함된 가스를 식별하기 위한 라벨이 부착되어 있습니다.

일반적인 실린더 크기

스쿠버 다이빙에서 미국은 실린더에 압축될 수 있는 자유 공기의 양(표준 압력 약 1bar)으로 실린더 부피를 측정합니다. 유럽과 세계의 대부분은 실린더 부피를 내부 부피(= 수력)로 측정하고 실린더의 작동 압력을 지정합니다. 예: 미국 19입방피트 = 180bar의 국제 3L.[citation needed]

다음은 실린더 크기의 예이며 업계 표준을 구성하지 않습니다.

Cyl. 사이즈 직경 × 높이,
밸브 및 캡용 5.5인치 포함(수축)		 공칭 중량,
밸브 및 캡용 4.5파운드 포함(파운드)		 물.
용량.
(파운드)		 내부 볼륨,
70 °F (21 °C), 1 atm		 미국 DOT 사양
(표준) (cu.ft)
2HP 9 x 51 인치 (230 mm × 1,300 mm) 187파운드(85kg) 43.3 1.53 3AA3500
K 9.25 x 60 인치 (235 mm x 1,524 mm) 135파운드(61kg) 110 49.9 1.76 3AA2400
A 9 x 51 인치 (230 mm × 1,300 mm) 115파운드(52kg) 96 43.8 1.55 3AA2015
B 8.5 x 31 인치 (220 mm x 790 mm) 60파운드(27kg) 37.9 17.2 0.61 3AA2015
C 6 x 24 인치 (150 mm × 610 mm) 27파운드 (12 kg) 15.2 6.88 0.24 3AA2015
D 4 x 18 인치 (100 mm × 460 mm) 12파운드(5.4kg) 4.9 2.24 0.08 3AA2015
AL 8 x 53 인치 (200 mm × 1,350 mm) 52파운드(24kg) 64.8 29.5 1.04 2015년 3월
BL 7.25 x 39 인치 (184 mm x 991 mm) 33파운드(15kg) 34.6 15.7 0.55 3AL2216
CL 6.9 x 21 인치 (180 mm x 530 mm) 19파운드(8.6kg) 13 5.9 0.21 3AL2216
XL 14.5 x 50 인치 (140 mm × 1,140 mm) 75파운드(34kg) 238 108 3.83 4BA240
SSB 8 x 37 인치 (200 mm × 940 mm) 95파운드(43kg) 41.6 18.9 0.67 3A1800
10S 4 x 31 인치 (100 mm × 790 mm) 21파운드(9.5kg) 8.3 3.8 0.13 3A1800
LB 2 x 15 인치 (51 mm × 381 mm) 4파운드(1.8kg) 1 0.44 0.016 3E1800
XF 12 x 46 인치 (300 mm × 1,170 mm) 180파운드(82kg) 60.9 2.15 8AL
XG 15 x 56 인치 (380 mm × 1,196 mm) 149파운드(68kg) 278 126.3 4.46 4AA480
XM 10 x 49 인치 (250 mm × 1,240 mm) 90파운드(41kg) 120 54.3 1.92 3A480
XP 10 x 55 인치 (250 mm × 1,400 mm) 55파운드(25kg) 124 55.7 1.98 4BA300
QT 3 x 14 인치 (76 mm x 356 mm) (밸브의 경우 4.5 인치) 2.5파운드 (1.1kg) (밸브의 경우 1.5파운드) 2.0 0.900 0.0318 4B-240ET
LP5 12.25 x 18.25 인치 (311 mm x 464 mm) 18.5파운드(8.4kg) 47.7 21.68 0.76 4BW240
의료용 E 4 x 26 인치 (100 mm × 660 mm) (밸브 및 캡) 14파운드 (6.4kg) (밸브 및 캡) 4.5 0.16 3AA2015

가스 저장관

더 큰 용량의 경우 튜브로 알려진 고압 가스 저장 장치를 사용할 수 있습니다.일반적으로 고압 실린더보다 직경과 길이가 크고 양 끝에 탭이 달린 넥이 있습니다.트레일러, 영구 기지 또는 인터모달 운송 프레임에 단독으로 또는 그룹으로 장착할 수 있습니다.길이 때문에 이동식 구조물에 수평으로 설치되어 있습니다.일반적으로, 그것들은 함께 다양화되어 하나의 단위로 관리된다.

가스 저장고

캐스케이드 충전 시스템의 수소 저장 실린더

동일한 크기의 실린더 그룹을 함께 장착하고 공통 매니폴드 시스템에 연결하여 단일 표준 실린더보다 더 큰 저장 용량을 제공할 수 있다.이것은 보통 실린더 뱅크 또는 가스 저장 뱅크라고 불립니다.매니폴드는 모든 실린더에서 동시에 흐를 수 있도록 배치될 수 있으며, 캐스케이드 충전 시스템의 경우 저장 및 대상 실린더 간의 최저 양압차에 따라 실린더에서 가스가 배출되어 가압 가스를 [citation needed]보다 효율적으로 사용할 수 있다.

가스 저장 쿼드

표면 공급 다이빙 가스용 헬륨 쿼드

가스 쿼드는 수송 및 저장 프레임에 장착된 고압 실린더 그룹입니다.일반적으로 약 50리터 용량의 실린더가 4열/4열로 직립하여 설치된 16개의 실린더가 있으며, 위쪽에는 리프팅 포인트가 있는 정사각형 평면 프레임이 있으며, 베이스에는 포크 리프트 슬롯이 있을 수 있습니다.실린더는 보통 유닛으로 사용하기 위해 매니폴드로 상호 연결되지만 레이아웃과 구조에서 많은 변화가 가능합니다.[citation needed]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 자세한 내용은 복합 오버랩 압력용기 참조
  2. ^ South African National Standard SANS 10019:2008 Transportable containers for compressed, dissolved and liquefied gases – Basic design,manufacture, use and maintenance (6th ed.). Pretoria, South Africa: Standards South Africa. 2008. ISBN 978-0-626-19228-0.
  3. ^ Henderson, N. C.; Berry, W. E.; Eiber, R. J.; Frink, D. W. (1970). "Investigation of scuba cylinder corrosion, Phase 1". National Underwater Accident Data Center Technical Report Number 1. University of Rhode Island. Retrieved 11 January 2016.
  4. ^ a b BS 341-3:2002, 영국표준협회, Chiswick High Road 389, 런던, W4 4AL.
  5. ^ "Incident Insights – Trust But Verify". Divers Alert Network.
  6. ^ "Kubicek Fuel Cylinder Systems in use for Hot air Balloons".
  7. ^ "ISO 11439:2000 — Gas cylinders – High pressure cylinders for the on-board storage of natural gas as a fuel for automotive vehicles".
  8. ^ "ISO 15500-5:2001 — Road vehicles – Compressed natural gas (CNG) fuel system components – Part 5: Manual cylinder valve".
  9. ^ "CNG Cylinder Valve ISO 15500 -".
  10. ^ US DOT e-CFR(연방규제 전자코드) Title 49, 파트 178, Subpart C — 실린더 사양 - 예: DOT 3AL = 이음새 없는 알루미늄)
  11. ^ 연방관보 / 제71, 제167호 / 2006년 8월 29일 화요일 / 규칙 및 규정 제목49 CFR Parts 173 및 180 Visual Eddy

외부 링크