API 682 piping plan 을 적용하는 이유

API 682 piping plan 개요

 

유체를 다루는 펌프의 구동축(샤프트) 연결부에는 눈으로 볼 수 없는 미세한 틈이 존재 합니다. 이러한 미세한 틈은 유체의 Leak 를 발생하기 때문에 이를 방지하기 위해 씰링(Sealing) 요소를 필요로 합니다. 씰링 요소는 패킹 씰(Packing Seal)과 메카니컬 씰(Mechanical seal)로 나뉘는데 메카니컬 씰이 개발되기 이전에는 스터핑 박스 씰과, 패킹 실이 펌프 축 밀봉의 표준으로 사용하였습니다. 

 

** 씰링(Sealing)이란 우리말로 밀봉을 뜻 합니다. 

 

 

전통적인 방식인 그랜드 팩킹이나, 스터핑 박스 패킹은 오늘날 고온, 고압, 부식성, 유독성 유체의 밀봉에 있어서 그 사용이 제한적일 수 밖에 없습니다. 이러한 유체를 밀봉하는 효과적인 기술은 환경적 측면과 공정 안정성을 확보할 수 있음을 의미합니다. 메카니컬 씰은 이러한 문제점을 극복하고 오늘날 플랜트 펌프 제조분야의 씰링 기술을 대표하는 펌프 씰링 요소로 자리매김 하였습니다. 

 

API 682 Pumps-Shaft sealing systems for centrifugal and rotary pumps 규격은 플랜트 산업에서 화학, 발전, 정유 거의 모든 분야의 실링 관련 표준으로 채택 하고 있으며 공사 사양서에 항상 등장하는 펌프 씰링의 대표적 규격입니다. 이러한 Seal plan 을 구분하고 적용하고 기준을 정립하는 과정에 있어서 사용 유체의 온도, 압력, 성분과 부식성, 유동성, 물질 특성등 이를 결정하는데 요소이며 이에 따른 각기 다른 Plan을 구분하여 적용하게 됩니다. 

 

API 682 piping plan 을 적용하는 이유

 

API 682의 Annex D 에서는 1~76 까지의 Seal plan standard 를 기술하고 Seal plan에 따른 특성과 방법을 제시하지만 이를 적용해야 하는 이유에 대해서 언급하지 않고 있습니다. 앞서 기술한 것처럼 펌프는 다양한 종류의 물성치를 갖고 있는 유체를 다루게 되며 각 화학적, 물리적 특성은 펌프의 씰링에 영향을 줄 수 있는 요인으로 작용합니다. 이중 가장 중요한 요인은 온도로서 온도가 상승할 수록 사용 유체의 점도는 비례적으로 상승하며 화학적 변화를 동반합니다. 대표적으로 온도 상승은 증기압의 상승을 동반하며 이는 씰링 부에 손상을 유발하거나 부식성 유체로 인해 부식을 유발할 수 있습니다. 이러한 부정적 영향을 최소화 할 수 있다는 것은 씰링의 신뢰성과 수명을 확보할 수 있다는 것을 의미합니다. API 682 에서는 이러한 부정적 효과를 최소화 하기 위한 각기 다른 Piping plan 을 기술하며 씰링에 있어서 효과적인 냉각 기술을 적용하는 이유는 결과적으로 각기 다른 공정 유체를 사용하여 개별 조건에서의 씰을 효과적으로 냉각하여 장치류의 신뢰성을 확보하는데 그 목적이 있습니다. 

 

내용정리

 

Sealing 은 펌프의 샤프트 축의 Leak 를 최소화 하기 위한 기계 부품으로 종래 표준은 그랜드 패킹과 같은 형식이었으나 오늘날 고온 고압, 부식성 가스의 효과적인 Sealing 을 위해서 메카니컬 씰이 개발되었으며 API 682 에서는 공정 유체의 조건에 맞는 적합한 Standard seal plan을 기술하고 습니다. API 682 seal plan을 적용하는 사용상의 목적은 개별 공정 유체 조건내 효과적으로 Sealing 부의 온도 를 낮추어 성능 및 신뢰성을 확보하는데 그 목적이 있다는 것을 기억해야 겠습니다. 

 

Inside Insights 였습니다.