써지 릴리프 밸브 (Surge Relief Valve): 배관 시스템을 보호하는 핵심 장치

 

Axial Surge Relief Valve

플랜트 배관 시스템에서 압력 변화는 종종 예기치 않은 문제를 일으킬 수 있습니다. 특히, 갑작스러운 유체 흐름의 변화로 인해 발생하는 서지(압력 급상승, Surge) 현상은 배관과 장비에 큰 충격을 가하고, 심한 경우 시스템 손상이나 사고로 이어질 수도 있습니다.

이러한 문제를 방지하기 위해 사용되는 핵심 장치가 바로 써지 릴리프 밸브(Surge Relief Valve, SRV)입니다. 이 밸브는 비정상적인 압력 상승이 감지되면 신속하게 개방되어 과도한 압력을 방출함으로써 시스템을 보호하는 역할을 합니다.

(이전에 포스팅 했던 Pressure Relief Valve나 Safe Relief Valve가 유사, 어떻게 분류하느냐 차이)

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1. 써지 릴리프 밸브란?

써지 릴리프 밸브(Surge Relief Valve, SRV)는 배관 시스템에서 압력 급상승(서지)을 감지하고 즉시 개방하여 초과 압력을 방출하는 역할을 합니다. 이를 통해 공장 내 기타 장비를 보호하며, 시스템의 안정성을 유지하는 데 필수적입니다.

이 밸브는 특히 송유관, 가스 배관, 발전소, 해수담수화 플랜트, 정유 공장, 상하수도 시설 등에서 필수적으로 사용됩니다.

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2. 써지 현상이란?

써지(surge)란 유체 (혹은 전류나 전압등에도 사용)의 갑작스러운 흐름 변화로 인해 배관 내에서 순간적으로 압력이 급격히 상승하는 현상을 의미합니다.

이러한 현상은 다양한 원인에 의해 발생할 수 있습니다.

 

써지 발생 원인

1) 펌프의 급격한 정지 또는 가동: 펌프가 갑자기 정지하거나 다시 작동할 때 유체의 흐름이 급격히 변하면서 높은 압력이 발생할 수 있습니다.(수격현장 또는 워터해머(Water Hammer)라고 부릅니다, 추후 별도로 다뤄보겠습니다.)
2) 밸브의 급격한 개폐: 밸브를 너무 빠르게 열거나 닫을 경우, 유체의 흐름이 급변하여 충격 압력이 발생합니다.
3) 배관 내 유체 속도의 급격한 변화: 긴 배관을 따라 유체가 흐르다가 갑자기 속도가 변할 경우, 순간적으로 높은 압력이 형성될 수 있습니다. (운동량 보존 법칙에 의해 유체가 가진 운동량이 변화하면 에너지가 소멸되지 않고 압력으로 변환됩니다. 이때 발생하는 압력파가 배관을 따라 음속으로 전파..블라블라..학부때 배우던 유체역학을..)
4) 기타 외부 요인: 전력 장애, 기계적 결함 등도 써지를 유발할 수 있습니다.

이러한 압력 급상승은 배관과 장비에 균열, 손상, 심한 경우 폭발까지 초래할 수 있으므로 이를 방지하는 장치가 필수적입니다.

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3. 써지 릴리프 밸브의 작동 원리

써지 릴리프 밸브는 시스템 내 압력을 지속적으로 모니터링하며, 설정된 임계 압력을 초과하는 경우 자동으로 개방되어 과도한 압력을 배출합니다.

기본 작동 과정

1) 압력 감지: 배관 내 압력이 정상 범위를 초과하는지 지속적으로 감지.
2) 밸브 개방: 설정된 압력(설정값)을 초과하면 밸브가 자동으로 열려 초과 압력을 방출.
3) 압력 정상화: 시스템 압력이 정상 수준으로 복귀하면 밸브가 자동으로 닫힘.

매우 짧은 시간 내에 이루어지는데 순간적인 압력 급상승을 효과적으로 억제 가능합니다..

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4. 써지 릴리프 밸브의 주요 특징

1) 자동 작동 및 신속한 반응

압력 급상승을 감지하면 즉각적으로 개방하여 과압을 해소하고, 정상화되면 자동으로 닫히는 방식으로 작동합니다.

2) 정밀한 압력 제어

설정된 압력 이상이 될 때만 개방되므로, 시스템의 안정성을 유지하면서도 불필요한 압력 손실을 방지할 수 있습니다.

3) 다양한 환경에 적용 가능

오일 & 가스, 화학 플랜트, 발전소, 해양 플랫폼 등 고압 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있도록 설계되었습니다.

4) 내구성 및 신뢰성

주로 스테인리스 스틸, 탄소강, 합금강 등 내구성이 강한 소재로 제작되어 장기간 사용이 가능합니다.

5) 유지보수 용이

구조가 비교적 간단하여 점검 및 부품 교체가 용이합니다.

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5. 써지 릴리프 밸브의 주요 용도

써지 릴리프 밸브는 다양한 산업에서 사용됩니다.

1) 송유관 및 가스 배관: 장거리 배관에서 압력 급상승으로 인한 파손 방지
2) 발전소: 보일러 및 터빈 시스템에서 압력 과부하 방지
3) 수처리 시설: 상하수도 배관에서 급격한 압력 변동 제어
4) 해양 플랜트: 원유 및 가스 처리 시스템에서 안정적인 압력 유지
5) 화학 공장: 고압 배관 및 반응기 보호

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6. 써지 릴리프 밸브의 유지보수 및 점검 방법

써지 릴리프 밸브의 신뢰성을 유지하기 위해서는 정기적인 점검과 유지보수가 필수적입니다.

1) 정기 점검 항목

 밸브의 개방 및 닫힘 기능 테스트
 압력 설정값 확인 및 조정
 씰 및 가스켓 점검 (누수 여부 확인)
 내부 부품 마모 상태 점검
 배관과의 연결부 상태 점검

2) 유지보수 방법

이물질 제거: 내부에 침전물이 쌓이지 않도록 정기적으로 세척
부품 교체: 고무 씰, 스프링 등 마모된 부품은 주기적으로 교체
윤활제 보충: 밸브 작동이 원활하도록 필요한 부분에 윤활제 보충

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써지 릴리프 밸브는 배관 시스템을 보호하는 필수적인 장치로, 압력 급상승으로 인한 사고를 방지하고 시스템의 안정성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.

압력 급상승(써지) 방지
배관 및 장비 보호
자동 작동으로 신속한 반응
다양한 산업 분야에 적용 가능

정기적인 유지보수와 점검을 통해 최적의 성능을 유지하는 것이 중요합니다.

급격한 압력 변화로부터 시스템을 안전하게 보호하기 위해서는 신뢰할 수 있는 써지 릴리프 밸브를 선택하는 것이 필수입니다. (최저가 고르다 후회하지 말자)