[가스기술사 2023] 129회 1교시 - 5. 넬슨선도(Nelson Curve)

문제 5. 넬슨선도(Nelson Curve)

 

 

• 고온, 고압의 수소 분위기에서는 금속에 고온수소침식이 발생하여 파열 등 사고가 발생할 수 있다.
• 따라서 넬슨선도를 통해 사용 환경에 적합한 금속 재료를 선정해야 한다.

 

 

1. 고온 수소 침식(High Temperature Hydrogen Attack)

• 고온, 고압 상태의 수소에 의한 침식이며, 상온 부근에서 발생하는 수소유도균열과는 발생기전이 다르다.
• 고온, 고압 조건에서 수소 분자가 철합금에 침입하여, Fe3C + 2H2 → 3Fe + CH4의 반응으로 메탄가스를 발생시켜 탄소 함량을 줄이는 등 재료를 손상시킨다.

 

 

2. 넬슨선도

• 넬슨선도는 고온, 고압의 수소 분위기에서 저합금강별로 고온수소침식이 발생하지 않는 임계 온도 및 압력을 나타낸 그래프다.
• 넬슨선도를 통해 사용 온도와 압력에 적합한 저합금강의 재질을 선정할 수 있다.

 

넬슨 선도

 

• 사용절차
  1) 선도에서 설비의 온도(세로축)와 수소 분압(가로축)에 의한 점을 표시한다.
      - 설비의 온도에서 안전마진으로 17 ~ 28℃를 더한 온도로 선정한다.
  
  2) 표시한 점 위에 있는 곡선의 재질을 선택한다.
      - 표시한 점이 곡선 위에 있다면, 안전하게 그 위에 있는 곡선의 재질로 선택한다.

 

 

 

 

 

 

 

* KOSHA Guide D-15-2021 - 화학설비의 재질 선정에 관한 기술지침 참고

D-15-2012 화학설비의 재질선정에 관한 기술지침.pdf

0.16MB

 

 

 

* 고용노동부 - 근로자 안전을 위한 수소 안전 매뉴얼  참고

https://www.moel.go.kr/policy/policydata/view.do?bbs_seq=20221100649

고용노동부