KR100929580B1 - 저온용 밸브의 누설시험장치 - Google Patents

저온용 밸브의 누설시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시험밸브를 극저온 상태로 유지할 수 있도록 극저온 액체가 채워지는 시험용기와, 상기 시험밸브의 흡입구와 제1라인으로 연결되어 밸브 내부로 시험유체를 공급하는 시험유체 탱크와, 상기 시험밸브의 토출구와 제2라인으로 연결되어 밸브의 내부 누설여부를 확인하는 유량계와, 상기 시험밸브의 배관 연결부의 주변에 밀봉 가능하게 장착되는 밀폐부재와, 상기 밀폐부재 내부를 진공 상태로 할 수 있도록 밀폐부재 내부와 제3라인으로 연결되는 진공펌프와, 상기 유량계와 밀폐부재 사이를 연결하여 배관 연결부의 외부 누설여부를 확인하는 제4라인으로 구성되어, 하나의 시험장치로 극저온 밸브의 내부 누설시험과 외부 누설시험을 동시에 수행할 수 있어 비용을 줄일 수 있고 시험시간을 단축할 수 있는 극저온밸브의 누설시험장치를 제공한다.
Figure R1020060129634
밸브, 저온용밸브, 누설시험장치

Description

저온용 밸브의 누설시험장치{LEAKAGE TESTING SYSTEM FOR CRYOGENIC VALVE}
도 1은 종래 기술에 따른 저온용 밸브의 누설시험장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 저온용 밸브의 누설시험장치의 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 시험밸브 12 : 시험용기
14 : 밸브바디 16 : 배관
18 : 배관 연결부 24 : 제1온도센서
26 : 제2온도센서 30 : 제1라인
32 : 시험유체 탱크 34 : 제2라인
36 : 유량계 38 : 탱크 개폐밸브
48 : 제3라인 62 : 제4라인
66 : 제5라인 70 : 베이스 라인
본 발명은 저온용 밸브의 누설 여부를 시험하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 극저온 상태에서 밸브의 기밀 여부를 시험함과 아울러 밸브의 외부로 가스가 누설되는지 여부를 시험할 수 있는 저온용 밸브의 누설시험장치에 관한 것이다.
일반적으로 극저온 밸브는 액화한 천연가스(LNG) 등의 극저온 유체를 저장하는 저장장치에 사용되는 밸브로서, 극저온 상태에서 기밀을 유지하면서 정상적으로 개폐 작동되는지 여부를 시험하기 위해 극저온 시험을 실시한다.
도 1은 종래 기술에 따른 극저온 밸브의 누설시험장치의 구성도이다.
종래 기술에 따른 극저온 밸브의 누설시험장치는 밸브(100)가 -196℃의 액체질소에 담가지도록 액체질소가 채워지는 시험용기(102)와, 상기 밸브(100)의 흡입쪽과 제1파이프(104)로 연결되어 밸브(100)의 흡입쪽으로 헬륨가스를 공급하는 헬륨 탱크(106)와, 상기 밸브(100)의 토출측과 제2파이프(108)로 연결되어 밸브(100)의 누설여부를 육안으로 확인하는 알콜 버블기(110)와, 상기 알콜 버블기(110)와 연결되어 누설 유량을 표시하는 유량계(112)로 구성된다.
상기 시험용기(102)에는 단열덮개(116)가 덮여지고 시험용기(102) 내부에 액체질소가 일정량을 유지할 수 있도록 지속적으로 액체질소를 공급해준다.
상기 제1파이프(104)에는 액체질소에 담가지는 부위에 냉각 코일(120)이 설치되고, 상기 헬륨가스의 압력을 측정하는 압력계(122)가 설치되고, 헬륨가스의 압력을 조절하는 압력 조절밸브(116)가 설치된다. 그리고, 상기 헬륨 탱크(106)의 입구쪽에는 헬륨 탱크(106)를 개폐하는 제1개폐밸브(124)가 설치된다.
상기 제2파이프(108)에는 제2파이프(108)의 개폐작용을 하는 제2개폐밸브(126)가 설치된다.
상기 알콜 버블기(110)는 알콜이 일정량 저장되는 용기로서 제2파이프(108)의 끝부분이 알콜에 담가질 수 있도록 삽입되고 유량계(112)가 연결된다.
이와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 극저온밸브의 누설시험장치의 작용을 살펴보면, 밸브(100)를 액체질소가 채워진 시험용기(102)에 담그고 일정 시간이 경과하여 밸브(100)가 냉각되어 시험할 수 있는 극저온 환경이 마련되면 제1개폐밸브(124)를 조작하여 헬륨 탱크(106)에 저장된 헬륨가스를 제1파이프(104)를 통해 밸브(100)로 공급한다.
그리고, 알콜 버블기(110)를 육안으로 확인하여 버블 발생여부를 파악하고 유량계(112)에 표시되는 누설유량을 파악한다.
그러나, 종래 기술에 따른 극저온밸브의 누설시험장치는 극저온밸브의 내부 누설 여부를 시험할 수 있지만 극저온 밸브의 외부로 누설이 발생되는 지 여부를 확인할 수 없는 문제점이 있다.
즉, 밸브를 닫았을 때 밸브의 내부에서 누설이 발생되는 여부를 파악할 수 있지만 밸브와 배관이 연결되는 부위 등에서 외부로 누설이 발생 되는지 여부를 파악할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 극저온 밸브의 외부 누설 여부를 시험하기 위해서는 별도의 시험장치를 필요로 하게 되어 비용이 증가되고 시험 시간이 길어지는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 시험장치로 극저온 밸브의 내부 누설시험과 외부 누설시 험을 동시에 수행할 수 있어 비용을 줄일 수 있고 시험시간을 단축할 수 있는 극저온밸브의 누설시험장치를 제공하는 데 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 극저온 밸브의 누설시험장치는 시험밸브를 극저온 상태로 유지할 수 있도록 극저온 액체가 채워지는 시험용기와, 상기 시험밸브의 흡입구와 제1라인으로 연결되어 밸브 내부로 시험유체를 공급하는 시험유체 탱크와, 상기 시험밸브의 토출구와 제2라인으로 연결되어 밸브의 내부 누설여부를 확인하는 유량계와, 상기 시험밸브의 배관 연결부의 주변에 밀봉 가능하게 장착되는 밀폐부재와, 상기 밀폐부재 내부를 진공 상태로 할 수 있도록 밀폐부재 내부와 제3라인으로 연결되는 진공펌프와, 상기 유량계와 밀폐부재 사이를 연결하여 배관 연결부의 외부 누설여부를 확인하는 제4라인으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 극저온밸브의 누설시험장치의 구성도이다.
본 발명에 따른 극저온 밸브의 누설시험장치는 시험밸브(10)가 저장되고 시험밸브(10)를 극저온 상태로 유지할 수 있도록 극저온 액체가 채워지는 시험용기(12)와, 시험밸브(10)의 흡입측과 토출측에 연결되어 시험밸브(10)의 내부 누설여부를 파악하는 내부 누설시험장치와, 상기 시험밸브(10)의 밸브바디(14)와 배관(16)이 연결되는 배관 연결부(18)에서 외부 누설이 발생되는 지 여부를 파악하는 외부 누설시험장치로 구성된다.
상기 극저온 액체는 -196℃인 액체질소가 사용되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 시험용기(10)의 상측에는 액체질소 공급파이프(22)가 연결되어 액체질소의 기화되는 양을 감안하여 시험용기(10)에 충분히 지속적으로 공급한다.
상기 시험밸브(12)는 일측에 흡입구가 형성되고 타측에 배출구가 형성되며 그 내부에 개폐 작용을 하는 밸브판이 구비되는 밸브바디(14)와, 상기 밸브바디(14)의 상부에 장착되고 상기 밸브판을 조작하는 조작 로드가 통과하는 배관(16)과, 상기 배관(16)의 상측에 설치되고 조작로드와 연결되어 사용자가 조작하는 조작레버(20)로 구성된다. 여기에서, 상기 시험밸브(12)는 극저온 유체의 개폐 작용을 하기 때문에 조작레버(20)와 밸브바디(14) 사이가 충분한 길이를 확보해야되므로 상기 배관(16)이 일정 길이를 갖게 된다.
상기 밸브바디(14)와 배관(16) 사이는 배관 연결부(18)에 의해 연결되고, 상기 배관 연결부(18)는 가스의 누설을 방지할 수 있도록 밀봉 가능한 상태를 유지한다.
상기 밸브바디(14)와 배관 연결부(18)까지 충분히 냉각시킬 수 있도록 시험용기(12)에는 배관 연결부(18)까지 담글 수 있도록 극저온 액체가 채워진다.
상기 시험용기(12)의 내부에는 밸브바디(14)의 온도를 측정하는 제1온도센서(24)와, 상기 배관 연결부(18)의 온도를 측정하는 제2온도센서(26)가 장착되어 밸브바디(14)의 온도와 배관 연결부(18)의 온도가 설정온도에 도달되면 시험을 실시한다.
상기 내부 누설시험장치는 상기 시험밸브(10)의 흡입구와 제1라인(30)로 연결되어 밸브 내부로 시험유체를 일정 압력으로 공급하는 시험유체 탱크(32)와, 상기 시험밸브(10)의 배출구와 제2라인(내부누설시험로,34)으로 연결되어 밸브의 내부 누설여부를 확인하는 유량계(36)로 구성된다.
상기 시험유체는 헬륨(He) 가스가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 시험유체 탱크(32)의 입구측에는 탱크(32)의 개폐작용을 하는 탱크 개폐밸브(38)가 장착되고, 상기 제1라인(30)과 시험유체 탱크(32) 사이에 연결되는 라인에는 시험유체의 압력을 측정하는 압력 게이지(40)와, 시험유체의 압력이 설정압 이상이면 일정량을 외부로 배출시키는 브리드 밸브(bleed valve)(42)가 장착되고, 상기 브리드 밸브(42)의 후방에는 브리드 밸브(42)에 의해 압력이 조절된 시험유체의 압력을 측정하는 압력 게이지(44)가 장착된다. 그리고, 상기 제1라인(30)에는 제1라인(30)의 개폐작용을 하는 제1밸브(44)가 장착된다.
상기 제2라인(34)에는 제2라인(34)의 개폐작용을 하는 제2밸브(46)가 장착되고, 상기 제2라인(34)과 연결되어 유량계(36)가 설치되는 제3라인(48)에는 제3라인의 개폐작용을 하는 제3밸브(50)가 장착되고, 상기 유량계(36)는 누설 유량을 보다 정확하게 측정하기 위해 측정값의 표시를 서로 다르게 하는 한 쌍의 유량계가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 제3라인(48)의 끝부분에는 누설유량을 외부로 배출시키는 밴트 밸브(vent valve)(52)가 장착된다.
상기 외부 누설시험장치는 상기 배관 연결부(18)의 외부에 밀봉 가능하게 장착되고 배관 연결부(18)의 주변에 일정 공간을 갖도록 하는 밀폐부재(60)와, 상기 밀폐부재(60)에 제4라인(62)으로 연결되어 밀폐부재(60) 내부를 진공상태로 만드는 진공펌프(64)와, 상기 밀폐부재(60)의 타측에 연결되어 배관 연결부(18)에서 누설이 발생되면 시험유체가 배출되는 제5라인(외부누설시험로,66)으로 구성된다.
상기 제5라인(66)은 베이스 라인(70)에 의해 유량계(36)가 장착되는 제3라인(48)과 연결된다.
상기에서 설명한 각 라인들은 베이스 라인(70)에 각각 연결되는 데, 상기 베이스 라인(70)에는 다수의 밸브들(80a,80b,80c,80d)이 장착되어 설치 장소에 따라 시험장치의 조합을 다르게 할 수 있도록 한다.
상기 제4라인(62)에는 제4라인(62)의 개폐작용을 하는 제4밸브(74)가 장착되고, 제4라인(62)은 베이스 라인(70)을 경유하여 진공펌프(64)와 연결된다.
상기 진공펌프(64)가 연결되는 라인에는 이 라인을 개폐하는 진공 개폐밸브(76)가 장착되고, 진공압을 표시하는 진공 게이지(78)가 장착된다.
상기 밀폐부재(60)는 그 상단이 배관(16)의 외주면에 밀봉 가능하게 장착되고, 그 하단이 밸브바디(14)의 연장부의 외주면에 밀봉 가능하게 장착되어 배관 연결부(18) 주변을 밀봉상태로 유지한다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 극저온 밸브의 누설시험장치의 작용을 다음에서 설명한다.
먼저, 시험용기(12) 내부에 극저온 액체를 채운 후 시험밸브(10)를 극저온 액체에 담근다. 이때, 밸브 바디(14)와 배관 연결부(18)까지 극저온 액체에 담가질 수 있도록 한다. 이때, 시험유체가 시험용기의 내부에 일정 유량을 유지할 수 있도록 지속적으로 공급한다.
그리고, 시험밸브(10)가 냉각되는 동안 밸브 내부의 이물질 등을 배출시키면서 제1 및 제2온도센서(24,26)를 이용하여 밸브 바디(14)와 배관 연결부(18)의 온도를 확인한다.
밸브 바디(14)와 배관 연결부(18)의 온도가 설정된 온도까지 냉각되면 먼저 밸브의 내부 누설시험을 실시한다.
밸브의 내부 누설시험에 대해 자세히 설명하면, 제1밸브(44), 탱크 개폐밸브(38)를 열어 시험유체 탱크(32)에 일정압으로 저장된 시험유체를 제1라인(30)을 통해 시험밸브(10)로 공급한다. 그리고, 제1라인(30) 내부의 시험유체가 채워지면 제1밸브 및 탱크 개폐밸브(38)를 닫아준다.
그리고, 제2라인에 설치되는 제2밸브와 제3라인(48)에 설치되는 제3밸브(50)를 각각 개방한다.
이와 같은 상태에서 일정 시간이 경과한 후 유량계(36)를 확인하여 시험밸브(10)의 내부 누설여부를 확인한다. 즉, 만일 밸브(10)에 내부 누설이 발생되면 시험밸브(10)의 유입구쪽으로 유입된 시험유체가 시험밸브(10)의 토출구측으로 누설이 발생되고 이렇게 누설된 시험유체는 제2라인(34) 및 제3라인(48)을 통해 유량계(36)를 통과하게 되고, 유량계(36)를 확인하면 누설 여부를 알 수 있게 된다.
다음에서 시험밸브의 외부 누설 시험방법에 대해 자세히 설명한다.
먼저, 제4밸브(74)와 베이스 라인(70)에 설치되는 밸브(80d)와 진공 개폐밸브(76)를 개방하고 진공펌프(64)를 작동시키면 진공펌프(64)에서 발생된 진공압이 제4라인(62)을 통해 밀폐부재(60)의 내부로 공급되어 밀폐부재(60) 내부를 진공상 태로 만든다.
그리고, 진동 게이지(78)를 확인하여 설정된 진공압이 되면 제4밸브(74)와 밸브(80d)와 진공 개폐밸브(76)를 닫아준다. 그러면 밀폐부재(60) 내부가 진동상태를 유지한다.
이러한 상태에서 제1밸브(44), 탱크 개폐밸브(38)를 열어 시험유체가 밸브바디(14) 내부로 공급되도록 한다. 이때, 상기 시험밸브(10)의 밸브판이 일정 정도 열린 상태를 유지한다. 그러면 밸브바디(14) 내부로 유입된 시험유체가 배관(16)으로 유입된다.
이와 같은 상태에서 일정 시간이 경과하면 유량계(36)를 확인하여 시험밸브(10)의 외부 누설여부를 확인한다. 즉, 만일 배관 연결부(18)에서 외부 누설이 발생되면 시험유체가 배관 연결부(18)의 외부로 누설되면서 밀폐부재(60) 내부에 채워지고, 이렇게 밀폐부재(60) 내부에 채워진 시험유체는 제5라인(66)을 통해 배출되고, 베이스 라인(70)을 경유하여 제3라인(48)으로 공급되어 유량계(36)를 통과하게 되고 유량계(36)를 확인하면 배관 연결부(18)의 누설 여부를 확인할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 극저온 유체의 누설시험장치는 하나의 시험장치에서 밸브의 내부 누설이 발생되는 지 여부를 시험함과 동시에 밸브바디와 배관이 연결되는 배관 연결부에서 외부 누설이 발생되는 지 여부를 시험할 수 있어 비용을 절감할 수 있고 시험 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

  1. 시험밸브가 위치되며, 상기 시험밸브가 극저온 상태로 유지되도록 극저온 액체가 채워지는 시험용기;
    상기 시험밸브의 흡입구와 연결되어 상기 시험밸브의 내부로 시험유체를 공급하는 시험유체 탱크;
    상기 시험밸브의 일측에 구비된 배관 연결부의 주변에 밀폐 가능하게 장착되는 밀폐부재;
    상기 시험밸브의 토출구에 연결되는 내부누설시험로와, 상기 밀폐부재의 내부에 연결되는 외부누설시험로를 포함하는 연결로들; 및
    상기 내부누설시험로와 외부누설시험로에 각각 연결되며, 상기 내부누설시험로와 외부누설시험로가 선택적으로 개방됨에 따라 상기 시험밸브의 내부누설 유량과 상기 배관 연결부에서 누설되는 외부누설 유량을 각각 측정하는 유량계를 포함하는 극저온 밸브의 누설시험장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀폐부재에는 상기 밀폐부재의 내부를 진공 상태로 하기 위한 진공펌프가 제4라인으로 연결되는 것을 특징으로 하는 극저온 밸브의 누설시험장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 극저온 액체는 시험밸브의 밸브바디와 배관 연결부가 잠길 수 있는 높 이로 시험용기에 채워지는 것을 특징으로 하는 극저온 밸브의 누설시험장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 시험용기의 내부에는 시험밸브의 밸브바디의 온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 배관 연결부의 온도를 측정하는 제2온도센서가 장착되는 것을 특징으로 하는 극저온 밸브의 누설시험장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 시험유체 탱크의 입구측에는 탱크의 개폐작용을 하는 탱크 개폐밸브가 장착되고, 상기 시험유체 탱크와 연결되는 라인에는 시험유체의 압력을 측정하는 압력 게이지가 장착되는 것을 특징으로 하는 극저온 밸브의 누설시험장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부누설시험로에는 상기 내부누설시험로의 개폐작용을 하는 제2밸브가 장착되고, 상기 유량계는 누설 유량을 보다 정확하게 측정하기 위해 측정값의 표시를 서로 다르게 하는 한 쌍의 유량계가 사용되는 것을 특징으로 하는 극저온 밸브의 누설시험장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀폐부재는 그 상단이 배관의 외주면에 밀봉 가능하게 장착되고, 그 하단이 밸브의 연장부의 외주면에 밀봉 가능하게 장착되어 배관 연결부 주변을 밀봉 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 극저온 밸브의 누설시험장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제4라인에는 제4라인의 개폐 작용을 하는 제4밸브가 장착되고, 진공탱크와 연결되는 라인에는 진공압을 표시하는 진공 게이지 및 진공 개폐밸브가 장착되는 것을 특징으로 하는 극저온 밸브의 누설시험장치.
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