수소 배관 구성요소: ASME B31.12 RFQ가 정의해야 할 사항

소개

수소는 글로벌 에너지 전환 전략에서 점점 더 중심적인 역할을 하고 있으며, 미국 에너지부는 파이프라인이 주요 수소 전달 경로 중 하나라고 밝혔습니다. 현재 미국에서 약 1,600마일의 수소 파이프라인이 운영되고 있으며, 주로 상업용 수소 생산업체가 소유하고 있으며 석유 정제소 및 화학 공장과 같은 대규모 사용자 근처에 집중되어 있습니다. 수소 프로젝트가 확장됨에 따라 EPC 엔지니어와 조달 관리자는 수소 배관 및 파이프라인 전용 코드인 ASME B31.12에 따른 배관 구성요소의 특정 요구 사항을 이해해야 합니다.

이 가이드는 수소 서비스용 이음매 없는 강관 및 소켓 용접 단조 피팅을 조달할 때 RFQ가 정의해야 하는 사항에 중점을 둡니다. 이는 코드를 대체하는 것이 아니라 일반적인 함정을 피하는 데 도움이 되는 실용적인 체크리스트입니다.

ASME B31.12 이해

"수소 배관 및 파이프라인"이라는 제목의 ASME B31.12는 기체 수소, 기체 수소 혼합물 및 액체 수소 서비스를 취급하는 배관 및 파이프라인에 적용됩니다. 이 코드는 배관을 관련 압력 용기 및 장비에 연결하는 조인트까지 적용되지만 용기 및 장비 자체에는 적용되지 않습니다. 또한 지지 요소의 위치와 유형을 다루지만 지지 요소가 부착된 구조물은 다루지 않습니다.

코드는 여러 부분으로 구성됩니다.

• Part GR – 일반 요구 사항: 정의, 재료, 용접, 브레이징, 열처리, 성형, 시험, 검사, 검사, 운영 및 유지 관리.
• Part IP – 산업용 배관: 구성요소, 설계, 제작, 조립, 설치, 검사, 검사 및 시험에 대한 요구 사항.
• Part PL – 파이프라인: 수소 파이프라인의 구성요소, 설계, 설치 및 시험에 대한 요구 사항.
• 필수 부록 I~IX 및 비필수 부록 A~F.

각 부분은 Part GR과 함께 사용해야 하지만 다른 부분과는 독립적입니다. 서로 다른 두 부분의 적용을 받는 배관을 연결하는 조인트는 한 부분의 요구 사항만 적용해야 합니다. 이 코드는 기존 수소 시스템에 소급 적용되지 않습니다.

RFQ에 대한 주요 고려 사항

수소 배관 구성요소에 대한 RFQ를 준비할 때 다음을 정의해야 합니다.

1. 서비스 조건 및 코드 부분

구성요소가 산업용 배관(Part IP)용인지 파이프라인(Part PL)용인지 지정합니다. 이에 따라 설계, 재료 및 시험 요구 사항이 결정됩니다. 작동 압력, 온도 및 수소 농도(순수 또는 혼합물)를 포함합니다. 액체 수소 서비스의 경우 추가 저온 요구 사항이 적용됩니다.

2. 재료 사양 및 자격

수소 서비스는 강철 및 용접부의 취성을 유발할 수 있습니다(DOE에 따르면). 따라서 재료 선택이 중요합니다. RFQ는 정확한 재료 등급과 표준(예: 이음매 없는 파이프의 경우 ASTM A106, 단조 피팅의 경우 ASTM A105)을 명시해야 합니다. 그러나 기존 재료가 자동으로 수소 적합성이 있다고 가정해서는 안 됩니다. 설계 코드, 서비스 조건, 재료 성능, 용접 및 시험은 모두 프로젝트 검토가 필요합니다. 공급업체는 재료 및 제조 공정이 수소 서비스에 적합하다는 것을 입증해야 하며, 종종 추가 시험 또는 문서화를 통해 입증해야 합니다.

3. 설계 및 제작 요구 사항

설계 및 제작에 대해 ASME B31.12를 참조하십시오. RFQ는 적용 가능한 부분(IP 또는 PL) 및 추가 프로젝트 사양을 준수하도록 요구해야 합니다. 용접, 열처리 및 성형에 대한 요구 사항을 포함합니다. 소켓 용접 단조 피팅의 경우 피팅 치수와 압력 등급이 설계 조건을 충족하는지 확인하십시오.

4. 검사 및 시험

수압 시험, NDT(RT, UT, PT, MT) 및 재료 추적성과 같은 필요한 검사 및 시험을 정의합니다. RFQ는 제3자 검사가 필요한지 여부와 적용되는 표준(예: NDT의 경우 ASME V)을 명시해야 합니다. 수소 서비스의 경우 투과 및 누출을 제어하기 위해 추가 누출 시험이 필요할 수 있습니다.

5. 문서화

EN 10204 3.1 또는 3.2에 따른 재료 시험 인증서(MTC) 및 수소 관련 문서를 요구합니다. 공급업체는 설계 계산 및 시험 보고서를 포함하여 ASME B31.12 준수 증거를 제공해야 합니다.

조달 확인 사항

RFQ를 발행하기 전에 다음을 확인하십시오.

• 공급업체 역량: 공급업체가 수소 배관 구성요소에 대한 경험이 있습니까? 참조 및 사례 연구를 요청하십시오.
• 재료 가용성: 지정된 재료가 필요한 크기와 수량으로 제공되는지 확인하십시오.
• 코드 준수: 공급업체가 ASME B31.12에 익숙하고 준수 문서를 제공할 수 있는지 확인하십시오.
• 품질 시스템: 공급업체가 ISO 9001 또는 이와 유사한 인증을 받았는지, 수소 서비스를 다루는 품질 매뉴얼이 있는지 확인하십시오.

일반적인 위험 및 완화 방법

• 수소 취성: 이것은 주요 관심사입니다. 입증된 내성을 가진 재료를 지정하고, 경도를 제어하고, 적절한 용접 절차를 사용하여 완화하십시오.
• 투과 및 누출: 수소 분자는 작아서 씰과 용접부를 통해 누출될 수 있습니다. 누출 시험을 지정하고 적절한 개스킷 및 조인트 설계를 사용하십시오.
• 부적절한 문서화: 적절한 MTC 및 코드 준수 인증서가 없으면 검사 중에 구성요소가 거부될 수 있습니다. 사전에 전체 문서를 요구하십시오.
• 연구와 승인 혼동: DOE는 천연 가스 파이프라인에 수소를 혼합하는 것을 연구 영역으로 논의합니다. 천연 가스에 사용된다고 해서 수소 서비스에 승인된 구성요소라고 가정하지 마십시오. 항상 ASME B31.12 및 프로젝트 사양과 대조하여 확인하십시오.

RFQ 입력: 포함할 사항

RFQ에는 다음이 포함되어야 합니다.

• 프로젝트 이름 및 위치
• 적용 가능한 코드 및 에디션(예: ASME B31.12-2023)
• 부분(IP 또는 PL) 및 서비스 조건(압력, 온도, 수소 농도)
• 재료 사양 및 등급
• 크기, 스케줄 및 끝 연결(예: 맞대기 용접용 베벨, 소켓 용접)
• 수량 및 납기 일정
• 검사 및 시험 요구 사항
• 문서 요구 사항(MTC, NDT 보고서 등)
• 특별 요구 사항(예: 저온 인성, 경도 제한)

검사 및 문서화 포인트

검사 중에 다음을 확인하십시오.

• 재료 추적성: MTC는 구성요소의 재료 표시와 일치해야 합니다.
• 치수 준수: 해당하는 경우 맞대기 용접 피팅의 경우 ASME B16.9, 소켓 용접 피팅의 경우 ASME B16.11에 따라 확인하십시오.
• 육안 및 NDT 결과: 균열, 기공 또는 기타 결함이 없는지 확인하십시오.
• 수압 시험 인증서: 시험 압력과 시간을 확인하십시오.
• 표시: 구성요소는 MSS SP-25 또는 지정된 대로 표시되어야 합니다.

결론

수소 배관은 신중한 사양과 검증이 필요합니다. ASME B31.12는 프레임워크를 제공하지만 구매자는 모든 구성요소가 코드 및 프로젝트 요구 사항을 충족하는지 확인해야 합니다. RFQ에서 서비스 조건, 재료 자격 및 검사 요구 사항을 정의함으로써 위험을 줄이고 안전하고 안정적인 운영을 보장할 수 있습니다.

조달을 위해 당사의 이음매 없는 강관 및 소켓 용접 단조 피팅을 고려하십시오. 필요한 문서와 함께 공급할 수 있습니다. 항상 엔지니어링 팀과 수소 적합성을 확인하십시오.

출처

• https://www.asme.org/codes-standards/find-codes-standards/b31-12-hydrogen-piping-pipelines
• https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-pipelines