실험실 가스 공급 시스템 공학

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실험실 안의 많은 설비는 각양각색의 가스 공급과 폐기를 사용한다.배기가스 공급 문제를 어떻게 안전하고 편리하게 해결할 것인가는 줄곧 실험실 직원들을 괴롭히는 문제 중의 하나이다.전통적인 실험실 가스 공급 방법은 가스 실린더를 기기 설비 옆에 두고 위험 가스의 가스 실린더를 가스 실린더 캐비닛에 두는 것이다.폐기는 실험실로 직접 배출되거나 간단한 파이프를 통해 창문으로 배출된다.실험실의 발전 과정에서 실험실 설비가 증가함에 따라 실험실은 종종 각종 파이프와 강철병을 덮고 있다.이런 처리는 매우 큰 안전 위험을 초래했을 뿐만 아니라 보기 좋지 않다.그러므로 실험실의 안전, 련속, 안정적인 운행은 우리가 어떻게 이런 기체를 각 실험실에 배치된 분석기구에 공급할것인가를 고려해야 한다.

안전과 효률요소를 고려하고 경제성요소를 고려하지 않으며 실험실의 가스공급집중시스템은 비교적 우수한 방식이다.또한 오늘날 실험실 설비에서 사용하는 고순도 가스의 신뢰할 수 있는 연속적인 공급원이 되어 가스가 파이프 시스템을 통과한다.

1. 실험실 가스 공급 시스템 공학의 구성

집중공급시스템은 일반적으로 가스병궤, 고압강병, 가스전환장치, 감압장치, 밸브, 파이프라인, 여과기, 경보기, 단말기조절밸브 등 부분으로 구성된다.

부품별 디스플레이

2. 실험실 가스 공급 시스템 공정 특징：

(1) 보안 강화

일반적으로 병에 든 기체의 충전압력은 14MPa/cm2보다 크거나 같으며 집중공급은 수요에 따라 시스템압력을 낮출수 있을뿐만아니라 실험구역에서도 멀리 떨어져있어 사용의 안전성을 제고시켰다.또한 집중공급은 공기압축기를 공급실내에 배치하여 압축기가 전기불꽃을 발생시켜 초래되는 안전우환을 줄일수 있으며 소음이 실험실에 미치는 교란을 피면할수 있다.

(2) 가스 순도 보장

대형 저장탱크 (액압) 와 수송관을 통해 배기가스를 기기에 수송하고, 저장탱크 출구에 단방향 밸브를 설치하여 저장탱크를 교체할 때 공기나 수분이 혼입되는 것을 피할 수 있으며, 또한 고압 구간 뒤에 유압 스위치 볼 밸브를 설치하여 여분의 공기나 수분을 배출하여 가스의 순도를 보장할 수 있다.

(3) 안정 효과가 좋다

집중 가스 공급은 2급 감압 또는 다급 감압 방식을 채택하여 비교적 좋은 안정 압력 효과를 얻을 수 있다.예를 들어, 시스템 2급 감압 후, 게다가 기기 내부의 압력 조절 장치는 3급 안정 압력이라고 할 수 있다. 가스 공급원은 1급 감압 후, 주관 도로에서 비교적 높은 압력을 유지하여 원거리 파이프 수송에 편리하다. 기기 앞부분에 2급 저압 감압 밸브를 사용하여 압력을 기기 작업 범위 내로 조정하고, 다시 기기 내부의 압력 조정 후, 기기에 진입하는 기체가 기기 사용 요구에 도달할 수 있도록 보장할 수 있다.

(4) 작업 환경 개선

실험실 내의 강병, 공압기 등 가스 공급원의 취소는 부지 면적을 줄이고 실험실 설비와 시설의 배치에 편리하며 실험실 작업자와 함께 초래된 혼란과 불편을 피할 수 있다.

(5) 운영 비용 절감

집중공급시스템은 가스저장량이 비교적 큰 액체저장탱크를 채용하여 가스를 공급할수 있어 구매원가를 크게 절약할수 있고 가스병, 가스통을 교체하는 빈도를 줄일수 있으며 로동원가를 절약하고 유지보수인원의 로동강도를 경감시켜 관리, 보수와 정비에 편리하다.

(6) 지속성과 적시성

집중공급시스템은 수동, 반자동 또는 전자동전환시스템을 채용하여 평소에 매 공급원은 일개일비상태로서 계기작업조건에 따라 국부 또는 전반 기체의 압력, 류량을 조절할수 있으며 계기의 가스사용량과 압력의 안정성, 지속성을 보장할수 있으며 량치전달에 변화가 발생하지 않도록 보장할수 있다.

(7) 유연한 확장성

중앙집중식 가스공급관에는 접기점과 확장할 수 있는 점을 예약할 수 있으며 제어 스위치나 차단기를 설치하여 쉽게 확장할 수 있다.가스를 사용하는 모든 기기의 앞부분에 제어밸브가 설치되어 있다.따라서 다른 기기의 정상적인 작동에 영향을 주지 않고 새로운 가스 사용 단점을 확장할 수 있다.

3. 실험실 가스 회로 시스템 설명도

4. 실험실 가스 도로 시스템 시공 준비

(1) 시공자는 시공하기 전에 시공설계도면을 진지하게 검토하고 도면기술의 요구에 따라 시공을 조직하며 관련 규정, 규범 및 품질검사평정기준을 엄격히 관철하고 집행하며 변동변경처와 설계자는 제때에 설계변경협상을 하고 설계도면을 임의로 변경하지 않으며 시공부위는 상세한 시공기술교부를 해야 한다.

(2) 시공팀은 시공현장에 진입한후 발주측의 통일적인 배치에 따라 현장의 각종 완제품에 대해 보호사업을 잘하고 림시전기사용배치를 잘하며 전기사용설비, 배전함, 도선을 진지하게 검사한다.

(3) 재료, 설비는 출하합격증과 재질증명서류, 검측보고서가 있어야 하며, 입장후 발주자와 함께 품질, 규격, 수량 등 검사작업을 진행하고 서면검사기록을 형성한다.

공사 현장도

5. 가스 파이프라인 부설 설치

5.1 본 프로젝트에서 사용한 316L 스테인리스강 파이프는 파이프의 연결 방식은 아르곤 아크 용접 연결이다.

5.2 배관 설계 계획 요점:

(1) 가스통 밸브 출구는 GB 표준의 외부 나사 형태(G5/8")로 파이프라인 시스템이 가스병과 쉽게 연결될 수 있도록 가스통 밸브 출구에서 파이프라인 시스템으로 변환 커넥터(가스병 커넥터)를 설치해야 한다.

(2) 사용중에 가스통을 쉽게 교체하기 위하여 상기 가스병의 이음매로부터 조절밸브사이에 고압에 견디는 고압나선관을 설치하여야 한다.

(3) 가스통 내부의 가스 압력은 20-25MPa 정도이고 사용점의 압력이 비교적 작으며 가스 압력에 변화가 있고 수치 차이가 비교적 크기 때문에 가스통 출구에 1급 감압밸브를 설치하고 가스 사용점 앞에 2급 감압밸브를 설치해야 한다.

(4) 각 가스의 시스템에는 비상시 가스 공급을 신속하게 차단할 수 있는 장치가 설치되어 있어야 하며, 스위치 시스템의 편리함과 신속성을 보장하기 위하여 본 프로젝트의 스위치 밸브는 볼 밸브를 사용한다.

(5) 기병을 교체할 때 외부공기가 관로시스템에 진입하는것을 방지하기 위하여 구밸브를 설치하고 구밸브는 배공관과 련결되며 배공관은 대기를 믿음직하게 련결해야 하며 가연성가스와 조연성가스의 배공관은 독립적으로 설치하고 배공관출구에는 폭발방지역지밸브를 추가하여 회화현상의 발생을 방지해야 한다.

(6) 수소와 아세틸렌 계통에서 회화현상의 발생을 방지하기 위하여 계통의 저압단(1급감압밸브 후)에 폭발방지역지밸브를 추가하여야 한다.

(7) 가스 파이프라인 시스템 출구에 스위치 시스템을 쉽게 하기 위해 사용점 볼 밸브를 설치해야 한다.

(8) 가스의 순도 및 배관 시스템의 기밀성을 보장하기 위해 모든 배관은 316L 스테인리스 파이프를 사용하며 내부 표면은 BA 처리됩니다.

(9) 밸브 부품의 수리와 교체가 편리하고 시스템의 기밀성을 확보하기 위해 파이프와 밸브 부품의 연결은 고압 이중 카드 커버 이음매로 연결해야 한다.

(10) 파이프 고정 부품 (파이프 클립) 은 고온에 견디는 재료를 사용해야 하며, 견고하고, 가볍고, 내구성이 요구된다.

(11) 사용된 조절밸브 제어판, 출구점 제어판 및 모든 파이프에 가스 성분의 표식을 붙여야 한다.

파이프 부품 전시도

6. 보안 기술 요구 사항

가스관 설계의 안전 기술은 관련 설계 규범과 아래 서술한 요구에 부합되어야 한다

(1) 동일한 슬롯 프레임 내에 가스관과 전도선로 및 케이블을 동시에 부설해서는 안 된다.

(2) 모든 감압밸브는 가스보관구역 밖으로 배기관로를 설치해야 한다.산화 가스 배기 파이프는 함께 병합할 수 없다.

(3) 파이프 시스템은 압력 조절 장치를 설치해야 하며, 그 구성은 각종 밸브 (조절 밸브, 마감 밸브, 볼 밸브 등) 를 포함하여 기체의 열림, 닫힘, 조절 등의 역할을 실현한다.별도의 밸브 (볼 밸브 또는 바늘 밸브) 를 설치하여 작업대의 가스 출구를 제어한다.

(4) 각종 가스관은 뚜렷한 지시표지가 있어야 한다.안전 감압 밸브의 표지는 압력 방출 등급을 표시해야 한다.

(5) 수소 및 가연성 가스를 사용하는 실험실은 경보장치를 설치하고, 배관로를 비워 가스회화방지기를 설치해야 한다.

(6) 수소강병을 보관하는 구역은 시간당 3회 이상 환기하는 조치가 있어야 한다.

(7) 병밸브, 접수나사와 감압밸브 등 부속품은 루출, 미끄럼틀, 느슨함 등 위험상황이 없으며 각종 기압계는 일반적으로 혼용해서는 안된다.

시공 후 효과도