액화석유가스용 라이너 없는 복합재료용기(FRP)용기의 제조기준(KGS C 020 및 KGS C 021)이 지난 7일 확정됐다. 이에 따라 국내에서도 FRP용기의 본격적인 보급에 따른 LPG용기의 세대교체 기대가 커지고 있다.

콤포지트용기는 유리섬유 재질로 제작된 차세대 용기로, 철제용기의 단점을 보완 개발된 제품이며 부식 현상이 전혀 없을 뿐 아니라 일반 철제용기보다 가벼워 유럽에서는 이미 10년전부터 꾸준한 보급확대가 이루어지고 있는 제품이다.

제정된 기준안은 ISO규격을 대부분 그대로 반영하고 일부 규정은 국내 실정에 적합토록 수정 보완되는 형태로 마련됐다. 특히 사용이 일반화된 유럽에서와 달리 우리 나라의 경우 열악한 사용 환경을 감안해 ISO기준에 비해 안전성에 대한 기준이 다소 강화됐다.

현재 사용이 허용된 FRP 용기는 내용적 450ℓ이하의 액화석유가스용 용기로 탄소 섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유(또는 이들 혼합물)를 수지 매트릭스에 함침시켜 필라멘트로 감아 2개의 동체를 결합한 형태 용기다.

정밀검사항목은 외관검사, 치수검사, 복합재료 검사를 비롯 투과시험, 화염노출시험 등 총 18개 항목으로 구성됐으며 강제용기에 비해 내압, 파열시험 등이 강하게 적용되고 환경압력반복시험, 고온크리프 시험, 고속총격시험, 화염노출시험 등이 별도로 시행된다.

주요 시험항목을 살펴보면 내압 시험의 경우 공기 또는 물로 31kg/㎠의 압력을 가해 누출 또는 이상팽창 여부를 확인하며 파열시험은 수압 0.5MPa/s 이하의 속도로 가압 61kg/㎠이상에서 파열이 없어야 한다.

환경압력반복시험은 총 4차에 걸쳐 행해지며 1차 시험에서는 가압 유체를 용기에 주입, 주변온도를 60∼70℃사이로 한 후 상대습도를 95%이상으로 선정해 48시간 유지 후 21kg/㎠의 압력으로 5,000회에 걸쳐 이충전을 반복시험 한다. 또 2차 시험에서는 압력을 낮추고 외부표면온도를 20℃까지 낮춘후 다시 외부표면온도를 -50℃에서 -60℃사이의 온도로 낮추는 방식으로 21kg/㎠의 압력으로 5,000회 반복 이충전 한다. 3차 시험에서는 용기의 표면온도를 20℃까지 낮춘 후 31kg/㎠의 압력으로 30회 반복시험하며 4차 시험에서는 시험이 끝난 용기를 파열시험 한다. 이때 이 용기는 61kg/㎠이상까지 견뎌야만 기준에 합격이다.

고온 크리프 시험에서는 우선 용기를 최소 70℃의 온도 및 50%이하의 습도에서 31kg/㎠의 압력을 가압한 후 2,000시간 이상을 유지해야 한다. 시험 후 21kg/㎠의 압력으로 기밀시험을 한 후 61kg/㎠이상까지 압력을 견디는지 파열시험을 실시하도록 규정했다.

결함시험에서는 2개의 용기 원통부 중간에 1mm두께의 절단기를 이용 수평 및 수직으로 용기 두께 40%이상 깊이와 용기 두께 5배의 길이로 흠집을 낸 후 61kg/㎠이상 압력과 21kg/㎠이상 압력에서 5,000회의 반복 가압 시험을 견디는지 확인한다.

이밖에도 △질소가스 충전으로 총을 쏘는 고속총격시험 △공기 또는 질소를 주입 한 후 화염에 노출시켜 파열여부를 확인하는 화염노출시험 △용기의 압력과 수합으로 이충전한 후 무게의 변화를 확인하는 투과성 시험 △용기의 목 부위의 충격 견딤 현상을 확인하는 넥토크 시험 △내식 상태를 확인하는 염수 침적시험 등이 별도로 시행된다.

 

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