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[스크랩] 제 2 편 보일러 시공, 취급 및 안전관리 (Boiler 施工, 取扱 및 安全管理)

현팀장 2014. 2. 24. 20:06

제 2 편 보일러 시공, 취급 및 안전관리 (Boiler 施工, 取扱 및 安全管理)

제 4 장 보일러의 부식

   부식을 크게 2가지로 나누면 외부부식과 내부부식으로 나눌 수 있다. 외부부식에는 고온부식과 저온부식이 있으며(산화부식도 있음), 내부부식에는 점식 (點蝕, Pitting), 구식 (球蝕, Grooving), 전면식이 있다.

Ⅰ. 보일러의 외부부식

1. 외부부식 발생원인
   ① 보일러 외면의 습기나 수분 등과 접촉할 때
   ② 보일러의 이음부나 맨홀, 청소구, 수관 등에서 물이 누설될 때
   ③ 연료 내의 황분이나 회분 등에 의하여

2. 외부부식 종류
(1) 전면부식
    공기 속 산소나 습기, 탄산가스 등이 보일러 표면에 접촉 작용하여 산화철이 되면서 부식되며 보일러 외면 부식의 원인이 된다.

(2) 고온부식
    ① 고온부식이란 중유 연소시에 중유 중에 포함되어 있는 바나듐(V)이 산화된 후 오산화바나듐(V₂O)으로 되어 고온의 전열면에 융착하여 550℃ 이상이 되면 전열면에 부착되어 그 부분이 부식된다.
    ② 고온부식 발생장소 : 과열기, 재열기 등
    ③ 고온부식 방지대책
       ㉠ 중유 중의 바나듐 성분을 제거한다.
       ㉡ 첨가제를 사용하여 바나듐 녹는점을 550℃ 이상으로 높인다(돌로마이트, 알루미나 분말).
       ㉢ 전열면의 온도가 높아지지 않게 설계한다.
       ㉣ 연소가스의 온도를 낮게 하여 바나듐의 녹는점 이하로 한다.
       ㉤ 고온의 전열면에 보호피막을 씌운다.
       ㉥ 고온의 전열면에 내식재료를 사용한다.
       ㉦ 공기비를 적게하여 바나듐 산화를 방지한다.
(3) 저온부식
    ① 원인
       연료 중의 유황(S)이 연소하여 아황산가스(SO₂)로 되고, 일부는 다시 산소와 반응하여 무수황산(SO₃)으로 된다. 이것이 가스 중의 수분(H₂O)과 결합하여 황산으로 된 후 보일러 저온 전열면에 눌러붙어 그 부분을 부식시킨다.
    ② 생성과정

    ③ 무수황산(SO₃)은 노점온도 150℃에서 수증기와 접촉하게 되면 진한 황산이 된 후 부식이 촉진된다.
   ④ 방지법
       ㉠ 연료 중 황분(S)을 제거한다.
       ㉡ 저온 전열면 표면에 내식재를 사용한다.
       ㉢ 저온 전열면에 보호피막을 씌운다.
       ㉣ 배기가스 온도를 노점온도 이상으로 유지시킨다.
       ㉤ 배기가스 중 CO₂함량을 높여 황산가스의 노점을 강하시킨다.
       ㉥ 과잉공기를 적게 하여 배기가스 중의 산소를 감소시켜 아황산가스(SO₂)의 산화를 방지한다.
       ㉦ 연료에 첨가제를 사용하여 노점온도를 낮춘다(돌로마이트, 암모니아, 아연 등을 사용).
       ㉧ 저온부식 발생위치 : 절탄기, 공기예열기

Ⅱ. 보일러 내부부식

1. 발생원인
   ① 강재에 포함된 인, 유황 등이 온도상승과 함께 산화하여 산을 만들어 부식시킨다.
   ② 강은 포금이나 동에 대해 양극이 된다. 온도상승과 더불어 그 반응이 활발하여 부식된다.
   ③ 공장에서 전기 누전에 의하여 보일러로 통하면 부식이 빠르게 진행된다.
   ④ 급수 중에 포함된 유지분, 산소, 탄산가스 등에 의해 부식된다.
   ⑤ 보일러에서 고·저온 온도차가 생기면 전류가 흘러 고온도가 양극이 되어 부식된다.
   ⑥ 굽힘에 의하여 조직이 변화하고 굽힘이 없는 부분과 전위차가 생겨 전류가 흐른다.
   ⑦ 강재가 다른 금속과 접촉하면 전류가 흐르고 양극이 된 금속이 부식된다.
   ⑧ 보일러판 표면에 녹이 부착되면 국부적으로 전위차가 생기게 되고 전류가 흘러서 양극이 된 부분이 부식된다.
   ⑨ 급수처리가 부적당하면 부식이 일어난다.
   ⑩ 수질이 불량하면 부식이 일어난다.

2. 부식의 종류
(1) 일반부식 (전면부식)
    일반부식은 면적이 비교적 넓은 판면이 부식하는 것으로 물과 접촉하는 철판 표면에서 철이온(Fe++)을 용출하여 물의 일부가 해리되어 생성된 (H₂O ↔ H+ + OH-) OH-와 철이온(Fe++)이 결합하여 Fe(OH)₂를 침전시킨다. 그래서 Fe(OH)₂가 물의 pH값이 낮든가 물속에 용존산소가 있을 때 또 물의 온도가 높으면 부식이 촉진되는 것이 일반부식이다.

(2) 점식 (Pitting)
    ① 원인은 보일러수 중 산소에 의해 국부전지가 만들어져 생기는 전기화학적 부식이다. 특히 고온에서 산소의 용해가 심하다. 부식의 모양은 보일러 내면에 반점모양이 생기는 부식이다.
    ② 발생위치
       ㉠ 물의 순환이 잘되지 않고 화염이 접촉되는 곳
       ㉡ 연관의 외면이나 노통 상부, 입형보일러의 화실 관판
    ③ 발생하기 쉬운 곳
       ㉠ 산화철 피막이 파괴되어 있는 곳
       ㉡ 표면 성분이 고르지 못한 곳
       ㉢ 표면에 돌출부가 많은 강재
       ㉣ 슬러지가 침전된 부분
    ④ 점식 방지법
       ㉠ 아연판을 매달아 둔다.
       ㉡ 내면에 도료를 칠한다.
       ㉢ 염류 등 불순물을 처리한다.
       ㉣ 산이나 산소, 이산화탄소 등을 제거한다.
(3) 구식(球蝕, Grooving)
    ① 원인은 강재가 팽창, 수축 등에 의해 생긴 피로한 부분에 전기적 또는 화학적 작용이 발생하여 부식이 되며 단면이 V형 또는 U자형으로 도랑 모양의 홈이 생기는 부식이다.

    ② 발생위치
       ㉠ 입형보일러 화실 천장판의 연돌관이 부착되는 플랜지의 만곡부
       ㉡ 노통보일러 경판과 노통이 접합되는 부분
       ㉢ 거싯 스테이(Gusset Stay) 부착부
       ㉣ 리벳이음 판의 가장자리
      ㉤ 접시형 경판의 구석 둥근 부분
       ㉥ 경판에 뚫린 급수구멍
       ㉦ 노통과 경판이 접합된 만곡부 및 아담슨 조인트 만곡부
    ③ 방지법
       ㉠ 플랜지 만곡부 반경을 작게 하지 않는다.
       ㉡ 230㎜ 이상의 브리징 스페이스(Breathing Space)를 유지한다.
       ㉢ 노통이 열팽창하지 않도록 스케일을 제거한다.
       ㉣ 나사버팀의 경우 양단부 이외의 나사산을 깎아내어 탄력성을 줄 것
(4) 알칼리 부식
    ① 원인은 보일러수 중에 알칼리 농도가 지나치거나 농축된 부분에서 수산화 제1철(Fe(OH)₂)이 용해되어 발생한다.
    ② 방지법 : 보일러수 pH가 13이상 올라가지 않도록 한다.
(5) 가성취화
    보일러판의 리벳구멍 등에 농후한 알칼리(pH13 정도) 용액이 강조직을 침범하여 균열이 생기는 부식의 일종이다. 즉 철강조직의 입자가 부식되어 취약하게 되고 결정입계에 따라 균열이 생기는 현상이 가성취화이다.

(6) 염화마그네슘에 의한 부식
    물에 염화마그네슘(MgCl₂)이 용해한 상태에서 온도가 180℃ 이상이 되면 염화마그네슘은 가수분해가 일어나서 수산화마그네슘(Mg(OH)₂)이 된다.

(7) 탄산가스 부식

(8) 국부전지 또는 산소농담 전지에 의한 부식


3. 내면부식 방지법
   ① 급수나 관수 중의 불순물 제거
   ② 보일러수 pH 조절
   ③ 균일한 가열로 국부 가열방지
   ④ 급열, 급냉을 피하여 열응력 작용 방지
   ⑤ 보일러수 순환 촉진
   ⑥ 분출을 적당히 하여 농축수 제거
   ⑦ 정기적 내부청소로 부식성 물질인 슬러지 생성이나 불순물 제거

Ⅲ. 청소 (Boiler Cleaning)

1. 보일러 청소 목적
   ① 보일러 효율 저하를 방지한다.
   ② 열전도를 좋게 한다.
   ③ 통풍저항, 과열, 파열을 방지한다.
   ④ 보일러수 순환을 좋게 한다.
   ⑤ 보일러 연료를 절감한다.
   ⑥ 보일러 열효율을 향상시킨다.
   ⑦ 부식방지로 수명을 연장한다.
   ⑧ 전열면에 부착된 그을음, 재, 스케일을 제거한다.

2. 청소방법
   ① 내부청소 : 기계적인 청소방법, 화학적인 청소방법
   ② 외부청소 : 기계적인 청소방법

3. 내부청소
   ① 보일러 사용시간이 1,500~2,000 시간 정도에서 청소를 실시한다.
   ② 급수처리를 하지 않는 저압보일러는 년간 2회 이상 실시한다.
   ③ 본체나 노통 수관, 연관 등에 부착한 스케일 두께가 1~1.5㎜ 정도 달하면 청소한다.
   ④ 년간 1회 이상 청소를 실시한다.

4. 외부청소
   ① 장기간 매연이 발생할 경우에 실시한다.
   ② 월 2회 정도 청소한다.
   ③ 통풍력이 갑자기 저하되는 경우
   ④ 보일러 증기 발생시간이 길어지는 경우
   ⑤ 배기가스 온도가 급격히 높아지는 경우

5. 청소요령
(1) 외부청소 요령
    ① 노가 완전히 냉각되도록 기다린다.
    ② 댐퍼를 열고 통풍을 시킨다.
    ③ 청소는 고온부에서 저온부쪽으로 실시한다.
    ④ 슈트블로어를 연관 내경보다 조금 작은 것을 사용한다.
    ⑤ 청소가 끝나면 강한 통풍력으로 불어낸다(통풍력을 크게 한다).
(2) 내부청소 요령
    ① 다른 보일러와 연결되어 있으면 주증기 밸브를 닫고 연락을 차단한다.
    ② 소화 작업 후 서서히 냉각시킨 후 청소한다.
    ③ 보일러 압력이 떨어지고 냉각이 되면 공기빼기밸브를 열고 분출을 하여 내부의 물을 완전히 뺀다.
    ④ 동내부로 들어가기 전에 다시 한번 잠궈 놓은 밸브가 이상이 없는지 확인한다.
    ⑤ 보일러 내로 충분한 공기를 삽입시키고 유독가스를 배기시킨다.
   ⑥ 동내부에 사람이 들어가 있다는 표시를 반드시 설치한다.
    ⑦ 사고를 방지하기 위해 내부청소는 반드시 2인 이상이 한다.
    ⑧ 내부조명을 위하여 안전 가이드가 붙은 전구를 사용한다.
    ⑨ 조명을 위한 전압은 감전 사고를 방지하기 위하여 낮은 것을 사용한다.
    ⑩ 급수내관이나 구멍에 찌꺼기가 들어가지 않게 조심한다.
    ⑪ 튜브클리너 등을 가지고 청소할 때에는 한 곳에 3초 이상 청소를 하지 않는다.
    ⑫ 고온의 전열면이나 구석진 부분의 청소는 반드시 조심하여 실시한다.
    ⑬ 분해가 되는 부속품은 떼어내어 청소하고 결합할 때에는 누설이 되지 않게 잘 결합한다.
    ⑭ 청소가 끝나면 물로 씻어낸 후 대청소를 실시한다.
(3) 청소가 끝난 후 주의사항
    ① 보일러 외면 부식 및 손상유무를 조사한다.
    ② 고온부 전열면의 변색이나 변형을 조사한다.
    ③ 노벽 및 연도벽 상태와 내화재의 피복부분, 이탈된 내화물 등을 조사한다.
    ④ 석탄보일러는 크린커를 제거한다.
    ⑤ 배플 등의 손상에 의한 부분을 조사한다.
   ⑥ 매연 취출장치가 바른가 확인한다.

6. 각종 보일러에 알맞는 내부청소 방법과 공구
   ① 노통보일러
      기계적인 방법 : 스크래퍼, 해머, 튜브클리너, 핸드브러시 등 공구사용
   ② 연관보일어와 노통연관보일러
      화학세관 방법 : 산(酸) 세관, 알칼리 세관, 유기산 세관
   ③ 수관식 보일러
      ㉠ 기계적인 방법 : 해머, 튜브클리너 등 공구사용
      ㉡ 화학세관 방법 : 산(酸) 세관, 알칼리 세관, 유기산 세관

7. 각종 보일러에 알맞는 외부청소 방법
(1) 둥근 보일러
    사용공구는 스크래퍼, 튜브클리너, 와이어브러시, 전동 핸드 브러시 등이다.
(2) 수관 보일러
    사용방법은 다음과 같다.
    ① 에어쇼킹법 : 압축공기로 분무하는 방법
    ② 스팀쇼킹법 : 증기압력으로 분사하는 방법
    ③ 워터쇼킹법 : 가압펌프로 물분무하는 방법
    ④ 샌드블라스트법 : 압축공기에 모래를 넣어 분사하는 방법
    ⑤ 스틸쇼트크리닝법 : 압축공기에 쇠 알갱이를 넣어 분사하는 방법
(3) 보일러 수관, 연관의 외부청소 방법
    기계적인 청소방법으로 다음의 방법을 사용한다.
    ① 수관 : 슈트블러어 사용
    ② 연관 : 와이어브러시, 튜브클리너
    ③ 동체 : 스크래퍼, 튜브클리너
    ④ 노통 : 스크래퍼, 튜브클리너


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출처 : 학성산의 행복찾기
글쓴이 : 학성산 원글보기
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