수소 인프라 모범 사례 Top 5

수소 유체 시스템 설계 모범 사례 Top 5

수소는 세계에서 가장 전도 유망한 청정하고 지속 가능한 에너지 및 동력 공급원 중 하나입니다. 운송 및 자재 취급에서 고정, 이동, 비상 백업 전원에 이르기까지, 광범위한 애플리케이션에서 수소는 유용하며 모든 산업계가 여기에 주목하고 있습니다.

하지만, 수소가 그 잠재력을 최대한 발휘하려면, 수소 가스를 취급, 운반, 저장, 분배하는 핵심 유체 시스템이 최대한 안전하고 신뢰할 수 있어야 합니다. 또한 중요한 점은, 일반적으로 오일 및 가스 산업에서 유래한 전통적인 산업 지식 및 설계 역량을 수소 애플리케이션에 바로 적용하기 어려울 수 있다는 것입니다.

수소에 대한 사실 확인

그 이유가 무엇일까요? 수소는 단연코 일반적인 오일 및 가스 유체와 매우 다르며, 따라서 신뢰성 높은 인프라를 구축하려면 다른 설계 전략이 필요합니다. 이 점을 고려하여, 다음은 수소 인프라 애플리케이션과 관련한 시스템 설계 고려 사항 Top 5입니다.

#1. 최종 사용자 고려

주유소 펌프를 제외하고, 대부분의 산업용 오일 및 가스 시스템은 일반 소비자에게 보이지 않는 곳에 있습니다. 또한, 시스템 대부분을 일반적으로 전문가가 취급합니다.

수소 시스템은 특정 사용 과제를 고려하여 설계해야 합니다.

하지만, 클린 에너지 공급원으로서 수소의 잠재력으로 인해 일반 사용자가 직접 수소 시스템을 다루게 됩니다. 운송 고려 사항: 수소 연료전지 차량은 수소 충전소에서 충전되며, 여기에서 사용자는 편리한 분배기를 통해 자신의 차량에 고압 가스를 옮겨 넣습니다. 안전 문제를 완화하려면, 특정 사용 과제를 염두에 두고 수소 인프라를 설계해야 합니다.

#2. 잠재적 누설 지점 최소화

그러한 과제 중 하나는 누설 가능성이며, 시스템 전반에서 잠재적인 누설 지점의 수를 최소화하는 것이 중요한 이유입니다.

수소 분자는 극도로 작으며 유체 시스템의 가장 좁은 틈새로도 빠져나갈 수 있습니다. 이에 반해, 예를 들어 원유와 같은 큰 분자는 그처럼 좁은 틈새로 이동하기가 매우 어렵습니다. 이는 기존 오일 및 가스 시스템 구조로는 일반적으로 누설 없는 수소 밀폐라는 목적을 달성하기 어려움을 의미합니다. 오일 및 가스 분야에 사용되는 씰, 재질, 일반적인 파이프 및 튜빙 연결 방식으로는 안전하게 수소를 밀폐할 수 없습니다.

수소 분자는 극도로 작으며 유체 시스템의 가장 좁은 틈새로도 빠져나갈 수 있습니다.

수소 인프라에서 누설 지점 감소는 시스템 전반에서 개별 연결 수를 최소화하고, 추가 피팅을 결합하는 대신 전략적 위치에 적절한 튜브 벤딩 기술을 활용하는 것을 의미합니다. 공급업체가 설계 교육 기회를 지원할 수도 있습니다.

#3: 고품질 스테인리스강 사용

수소 분자가 매우 작으므로, 금속의 연성과 파괴 및 피로 내성을 감소시키는 현상인 수소 취성이라고 부르는 고유한 부식 형태에 기여할 수 있습니다. 이 문제는 시스템 고장으로 이어질 수 있으며, 그 결과 안전 위협, 가동 중단 증가, 재정적 손실이 발생할 수 있습니다.

하지만, 적절한 재질을 선택하여 수소 취성을 방지할 수 있습니다. 일반적으로, 잘 설계된 수소 시스템이라면 장기간의 사용 수명 동안 뛰어난 성능을 입중해온 고품질 316 스테인리스강 튜빙 재질로 구성되어야 합니다.

적절한 재질을 선택하여 수소 취성을 방지할 수 있습니다.

특히, 높은 양의 니켈이 함유된 스테인리스강은 수소 시스템에서 최적의 성능을 제공할 수 있습니다. 미국 재료시험협회(ASTM: American Society for Testing and Materials)는 316 스테인리스강 조성에 최소 10%의 니켈 함량을 요구하지만, 수소와 같은 특수한 환경에는 최소 12%의 니켈이 함유된 316 스테인리스강이 더 적합합니다. 니켈 성분은 스테인리스강의 미세 구조를 안정화함으로써 수소 취성에 대한 내성을 높여줍니다.

#4: 튜브 피팅 최적화

오일 및 가스 애플리케이션에서 평판이 좋은 부품도 수소 애플리케이션에는 최적의 옵션이 아닐 수 있습니다.

예를 들어, 기존 콘 & 쓰레드 피팅은 오일 및 가스 시스템에 널리 사용되어 왔습니다. 하지만 이는 수소 밀폐용 시스템에서 누설에 더 취약합니다. 실제로, 콘 & 쓰레드 구조는 1800년대 후반에 개발되었으며, 현재는 훨씬 더 현대적이고 성능이 뛰어난 옵션을 사용할 수 있습니다.

콘 & 쓰레드 피팅은 수소 밀폐용 시스템에서 누설에 더 취약합니다.

예를 들어, Swagelok FK 시리즈 피팅은 특별히 수소 애플리케이션에 사용하도록 설계되었습니다. 이 제품은 최대 1050 bar의 이상적인 압력 등급을 유지하며, 발표 이후 광범위한 산업과 애플리케이션에 사용되어 왔고, 수소 차량, 수소 인프라 등에 변함없이 최적의 선택입니다. 고품질 스테인리스강 재질 옵션으로 공급 가능한 이 제품은 이상적인 설계 선택입니다.

수소 피팅에 대해 알아보기

#5: 전문가와 상담

수소는 클린 에너지의 새로운 미개척 분야입니다. 인프라 개발자, 차량 장비사들 등은 서로 실시간으로 협력하면서 산업 발전을 촉진할 신뢰성 높은 솔루션을 제공하고자 노력하고 있습니다.

해답을 항상 쉽게 얻을 수 있는 것은 아닙니다. 성공이 불확실하다면, 수소에 특정된 지식, 설계 전문 기술, 고객 애플리케이션 조건을 기준으로 제품 권장안을 제공할 수 있는 공급업체와 협력하는 것이 유용할 수 있습니다.

성공이 불확실하다면, 수소에 특정된
지식, 설계 전문 기술, 제품 권장안을 제공할 수 있는 공급업체와 협력하십시오.

이는 Swagelok이 클린 에너지 분야에 집중하고 있는 이유 중 일부입니다. Swagelok은 수소 밀폐용으로 특별히 설계된 피팅을 비롯한 주요 유체 시스템 부품뿐만 아니라 재료과학 전문 지식과 전문 엔지니어링 지원도 제공합니다. 수소 애플리케이션에 대응하는 완벽한 제품 및 서비스를 통해 Swagelok은 귀사가 더 빠르고 손쉬우며 신뢰성 높게 솔루션을 개발할 수 있도록 지원합니다.

수소 모범 사례, 제품 선택, 설계 전략 등에 대해 자세히 알아보고 싶으십니까? 계속 Swagelok 레퍼런스 포인트 에서 이 떠오르는 최신 수소 환경에서 성공하는 데 필요한 정보를 찾아보십시오.

클린 에너지 솔루션에 대해 자세히 알아보기