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Dead Band :

출력신호에서 개시되어 식별되는 변화와 상관없이 방향 전환에 따라 입력신호가 변화 될 수 있는 범위.

Dead band는 모든 장치에 적용할 수 있는 일반 현상에 붙여진 이름이다.

밸브 조립체에 경우, 컨트롤러 출력(CO)은 밸브 조립체 및 공정 변수(PV)에 입력되고, 위 그림과 같이 출력된다.

Dead band 용어를 사용할 때는, 입력 및 출력 변수가 식별되는 것이 필수적이며, 모든 test는 fully loaded 조건하에서 Dead band를 측정한다.

Dead band는 통상적으로 입력 범위의 percent(%)로 표현된다.

위의 그림은 P&ID(piping & instrument diagram)에서 많이 봤었죠?

출처 : Control valve handbook, Fourth Edition, Emerson process management.

아래의 내용은 네이버에서 찾은 내용이에요. 참고하세요.

불감대 [dead band, 不感帶]
프로세스나 계측, 제어 시스템 또는 장치 등은 어느 크기의 입력 변화를 주면 그에 따라서 출력의 변화를 볼 수 있다. 그러나 입력의 변화량을 점차 작게 해 가면 어느 변화량 이하에서는 결국 출력측에 아무 변화도 나타나지 않는 대역에 이른다. 이와 같이 출력측의 변화량이 전혀 감지할 수 없게 되는 입력 변화량의 유한 범위를 불감대라고 한다. 이 특성을 의도적으로 이용하는 경우는 중립대(neutral zone)라고 하는 경우가 있다.

출처 : [네이버 지식백과] 불감대 [dead band, 不感帶] (전자용어사전, 1995. 3. 1., 성안당)

Rollover 현상은 LNG tank 에서 density가 다른 LNG 두 층이 서로 섞이면서 boil off gas를 급격히 분출하는 거에요. 
그래서 손실도 많아지기 때문에 설계시 층이 분리되지 않도록 충분히 고려되어야 해요.
아래는 kogas 에서 퍼온 내용이에요. 

LNG저장탱크의 롤오버(Roll-over)현상, 즉 층상화(stratification)을 방지하기 위해 고려되어야 할 사항은 다음과 같습니다.
 
(1) 조성차가 큰 LNG를 저장탱크에 하역하는 것을 조절하기

   (비슷한 조성을 갖고 있는 LNG저장탱크에 저장되도록 유도, 운전성 고려) 

(2) 층상화(탱크 상부/하부가 밀도차에 의해 층 형성) 방지를 위한 혼합 저장 
    -> 저장 LNG의 상부와 하부의 액위에 따른 온도와 밀도차를 감시하는 액위계/온도계/밀도계 설치 (LTD Meter) 

(3) 저장 LNG의 온도분포 감시 
    -> 저장LNG의 온도를 감시할 수 있는 온도센서 설치

(4) LNG선에서 탱크로 하역을 할 때,

   LNG 물성에 따른 주입노즐(상부 또는 하부주입)의 적절한 선택 : Top/Bottom Fill Line
    -> (예) LNG선의 조성이 저장탱크의 LNG조성보다 무거울 경우, 상부라인으로 주입 

(5) 층상화 방지를 위한 혼합(MIXING)노즐 설치 
    -> 정상운전 중, 저장탱크의 온도차가 클 경우 혼합노즐을 이용하는 혼합운전 이상과 같이 LNG 저장탱크의 롤오버

        방지를 위한 설비들이 설치되어 있으나, 롤오버 현상은 층상화로 인해 갑작스럽게 발생되는 것이므로 

        저장탱크에 설치된 감시설비(온도계,밀도계 및 액위계 등)을 통해 층상화 현상을 방지.

선급사들 링크를 걸어줄께요. 

IACS : International Association of Classification Societies

(1)선급회원사 

△ KR (Korean Register of Shipping)-한국 http://www.krs.co.kr 
△ ABS (American Bureau of Shipping)-미국 http://www.eagle.org 
△ NK (Nippon Kaiji Kyokai)-일본 http://www.classnk.or.jp 
△ GL (Germanischer Lloyd)-독일 http://www.gl-group.org 
△ BV (Bureau Veritas)-프랑스 http://www.veristar.com 
△ RINA (Registro Italiano Novale)-이태리 http://www.rina.org 
△ LR (Lloyd’s Register of Shipping)-영국 http://www.lr.org 
△ DNV (Det norske Veritas)-노르웨이 http://www.dnv.com 
△ RS(USSR Register of Shipping)-러시아 http://www.rs-head.spb.ru 
△ CCS(China Classification Society)-중국 http://www.ccs.org.cn 
△ IRS(The Indian Register Of Shipping)-인도선급(준회원) http://www.irclass.org

 

(2) 이외선급 

△ PRS (Polski Register Statkow)-폴란드 http://www.prs.pl 
△ CSM(COLUMBIA SHIPMANAGEMENT LTD)-콜롬비아 http://www.columbia.com.cy

 

(3) 선급관련 세계 유관단체 

△IMO: http://www.imo.org 
△ILO: http://www.ilo.org 
△BIMCO: http://www.bimco.dk 
△INTERTANKO: http://www.intertanko.com 
△INTERCARGO: http://www.intercargo.org 
△OCIM:F http://www.ocimf.com

IACS BLUE BOOK 과 CSR 을 제정
IMO는 SOLAS, MARPOL, LOAD LINE, TONNAGE, COLLEG

이번엔 Check valve에 대해서 포스팅 할려고합니다.

Onshore에서는 basic symbol을 P&ID에 mark-up하면 Piping team에서 type을 선정했었는데

Offshore에서는 각각 어떤 type인지 P&ID에 mark-up하게 되어있네요.(project 마다 다르겠지만)

Check valve 는 다들 알다시피 liquid 또는 gaseous productions의 reverse flow를 예방하기 위해 제작되었어요.

Positive isolation 목적이 없는건 당연히 알테지만.. Offshore에서 쓰는 체크밸브는 check 기능과 positive isolation

두가지 기능을 가진 valve가 있어요. 제한적인 공간때문에 비싸지만 쓸수 밖에요. 참고하시고요...

Small check valve

(1/2"~1 1/2") 들은 일반적으로 

Piston-type

이에요. horizontal pipe에만 쓰이죠.

Swing-type check valve 

는 flow가 위쪽으로 향할때 horizontal / vertical pipe에 둘 다 쓰여요.

Non-slam, titling disc, feather-type check valve 

는 pressure surge 발생이 허용되지 않는 곳에 이용돼요.

Non-slam axial flow piston-type check valve 

는 낮은 pressure drop을 갖고, clean service에 매우 신뢰할만 하다네요. 이 check valve들은 움직이는 부분의 정밀가공 때문에 fouling service에 사용되면 안된다고 하네요.(정밀한 부분에 이물질 기타등등이 끼이면 아무래도 malfunction의 가능성이 있겠죠)

가압된 공정 장치나 piping에 연결된 utility pipe에 process fluid가 utility system으로 들어가는걸 막기위해 check valve를 설치 해야해요. utility piping 이랑 process piping 사이의 piping class break를 위치 시키는데, 적어도 check valve를 포함한 positive isolation valve까지 process piping class로 선정하는게 안정하죠.

Fire condition에 노출될경우에는 check valve를 

fire-safe type

으로 선정해야돼요.(이건 fire fighting 쪽을 봐야 할꺼 같네요)

Dual-plate check valve

는 short face-to-face flange로 design되어 있어요. 그래서 swing check valve보다 가볍고, 더 compact하죠. 이 type은 무조건 retainerless design(?) 되야 해요.

Vessel 을 Design 할 때면 마주하는게 Surge time 과 Hold-up time 입니다. 아래 그림에서 표현된것 처럼 각각의 볼륨을 가지고 있죠.

첫번째 포인트는 Feed가 멈추었을때 위에 있는 Vessel 이 버틸수 있는(가지고 있는) 볼륨이 Hold-up 입니다. 저 볼륨으로 버티면서 후단에 있는 Equipment 에 영향이 없도록 셧다운 시키거나 하죠.

두번째 포인트는 Outlet 이 잠겼을때 Feed는 계속 들어온다면 위에 있는 Vessel이 담을 수 있는볼륨이 Surge 봄륨 입니다. 담으면서 버틸 수 있는 시간이 Surge time 이죠.

먼저 이번 포스팅은 API 521 CODE 에 나와 있는 방법을 소개해 볼려고 해요.

API 521 에서 Orifice size 할 때 분출압력이 임계압력 보다 높다면 Liquid 가 있다 하더라도 Vapor 나 Gas 처럼 Vessel 을 "unwetted"로 보고 계산 합니다. 

API 521 의 계산식은 Air 의 물성치와 유체의 온도가 변하지 않는 이상기체 방정식을 이용해요.

Supercritical fluids 는 이상기체 법칙을 따르지 않고, 압축인자 0.5 ~ 0.7 의 범위를 갖어요. 하지만 Vessel 에서 분출하는동안은 일정하지 않아요. 온도 역시 일정치 않습니다. 

다행스럽게도 API 521 의 계산법은 요구되는 Orifice area 보다 더 크게 산출 됩니다. 그런데 Over size 된 Valve는 파괴적인 떨림이 잠재하며, PSV가 커져 비싸지는 단점이 있습니다.