석유와 가스를 파이프라인으로 운송하려면 일정 수준의 압력이 필요합니다. 파이프라인이 길수록 석유와 가스 운송에 필요한 압력은 높아집니다. 장거리 파이프라인의 압력은 일반적으로 수 MPa에서 10 MPa 이상에 이릅니다. 따라서 파이프라인은 충분한 내압력을 갖춰야 합니다. 또한 장거리 송유관의 길이는 수백 킬로미터에서 수천 킬로미터에 이르며, 직경은 일반적으로 수백 밀리미터에서 1미터 이상에 달하기도 합니다. 파이프라인 건설에 사용되는 자재의 양은 엄청나며, 자재 가격 또한 지나치게 높아서는 안 됩니다. 따라서 고압을 견딜 수 있는 능력과 경제성은 파이프라인 자재 선정 시 고려해야 할 주요 요소입니다.
배관에 사용되는 비금속 재료에는 다양한 종류의 엔지니어링 플라스틱 파이프와 시멘트 파이프 두 가지 유형이 있습니다.
플라스틱 파이프는 내식성이 뛰어나고 가격이 저렴하지만, 강도와 강성이 금속 재질보다 낮고 내압력도 훨씬 낮아 일반적으로 수십 MPa에 불과합니다. 알루미늄-플라스틱 및 강철-플라스틱 복합 파이프의 내압력조차 1~2 MPa에 그칩니다. 또한, 엔지니어링 플라스틱 파이프는 직경이 작다는 단점이 있습니다. 따라서 엔지니어링 플라스틱 파이프는 주로 상수도 및 하수도, 정원 가스 수송 등과 같은 중저압 배관에 사용되며, 고압 대구경 장거리 배관에는 적합하지 않습니다.
시멘트 파이프는 내압력이 낮고, 파이프 연결 부위에서 누출이 발생하기 쉬우며, 내부 철근의 부식 문제도 있어 고압 장거리 파이프라인에는 적합하지 않습니다.
특징은스테인리스강 파이프스테인리스강의 가장 큰 특징은 합금 원소 함량이 상대적으로 높다는 점입니다. 함유된 합금 원소의 종류가 많아 탄소강이나 저합금강보다 내식성이 훨씬 뛰어나지만, 가격 또한 탄소강이나 저합금강보다 훨씬 높습니다. 일반적으로 스테인리스강의 가격은 탄소강의 4~5배에 달하며, 이러한 높은 가격 때문에 파이프라인 산업에서의 활용이 제한적입니다.
또 다른 중요한 점은 스테인리스강이 향상된 내식성과 고온 산화 저항성을 갖는 것은 표면에 형성된 부동태 피막 때문이며, 모든 환경에서 부식되지 않는다는 것이 아닙니다. 부동태 피막이 손상되거나 유지되지 못하면 부식이 발생합니다. 예를 들어, 해수 속의 염화 이온은 부동태 피막의 완전성을 파괴하여 공식 부식을 일으키고, 스테인리스강 표면에 이물질이 부착되는 등의 미세한 구조적 차이가 있는 경우 전해액의 작용으로 미세 부식체가 형성되어 부식을 발생시킵니다. 따라서 스테인리스강의 내식성은 절대적인 것이 아닙니다.
강관은 내식성이 떨어지지만, 제조 공정이 간단하고 내압성이 우수하며 자원이 풍부하고 가격이 저렴하여 석유 및 가스 운송 산업에서 널리 사용됩니다. 또한 코팅 및 음극 보호를 통해 부식을 제어할 수 있습니다. 일반적으로 소구경 저압 파이프라인에는 일반 탄소강관이 사용되고, 고압 대구경 파이프라인에는 기계적 성능 요구 사항에 따라 미세합금 고강도 강관이 사용됩니다.
물론 과학 기술의 발전으로 스테인리스강 파이프의 가격을 크게 낮추거나 비금속 파이프의 강도를 향상시킬 수 있다면 장거리 석유 및 가스 파이프라인으로도 사용할 수 있을 것입니다.
게시 시간: 2023년 5월 25일