클린 에너지 표준 가이드
수소 및 천연 가스 차량 및 지원 인프라에 대한 국제적인 투자가 꾸준히 증가하고 있습니다. 이러한 기술이 잠재성을 최대한 발휘하려면, 유체 시스템 수명 전반에 걸쳐 저분자 가스를 처리할 수 있는 고성능 부품을 선택하고 지정하는 것이 필수입니다. 하지만 애플리케이션에 적합한 것으로 승인을 받은 부품이 무엇인지 어떻게 알 수 있겠습니까?
생산 애플리케이션, 가상 파이프라인, 충전소, 차량 시스템은 모두 신뢰성 높게 작동하려면 여남은 개의 소구경 유체 시스템 부품이 필요합니다. 이 부품 각각은 신뢰성 높은 성능을 제공하는지 테스트를 통해 검증되어야 합니다. 이 가이드는 산업계의 테스트 및 문서화 지평을 돌아봄으로써 손쉽게 부품을 선택할 수 있도록 돕습니다. 또한, 수소 및 천연 가스 구동 운송 수단에 대한 현재 가장 관련성 높은 테스트 프로토콜을 충족하는 Swagelok 소구경 유체 시스템 부품의 전체 포트폴리오 를 살펴볼 수도 있습니다.
클린 에너지 표준 설명
클린 에너지 운송에 대한 하나의 국제 표준은 없지만, 업계에 상당한 영향력을 유지하는 몇 가지 표준이 있습니다. 가장 저명하고 정평 있는 표준:
수소 표준
- ECE R134. 이 표준은 수소 연료 차량의 안전 관련 성능에 대해 자동차 및 그 부품의 승인과 관련된 공통 규정을 설정하는 유엔 유럽 경제 위원회(UN/ECE)의 규정입니다. 여기에는 연료전지 및 내연기관 차량을 포함하여 압축 가스 형태의 수소로 구동되는 차량에 대한 사양이 포함됩니다.
- HGV 3.1. 이 표준은 압축 수소 가스 구동 차량용 연료 시스템 부품에 대한 요구 조건을 정립합니다. 이 표준은 사용 압력이 25MPa, 35MPa, 50MPa 또는 70MPa인 장치에 적용됩니다. 이 표준은 해당 부품의 압력 밀폐, 성능, 안전 특성에 대해 다룹니다.
- HGV 4.1. 이 표준은 새로 제조된 차량용 수소 가스 분배 시스템의 안전한 작동, 견고하고 내구성 높은 구조, 기계적 및 전기적 특성의 성능 테스트에 필요한 조건을 정립합니다. 이 표준은 지정된 조건을 초과할 수 있는 제품의 규정 준수를 허용하도록 고안되었습니다.
- ISO 12619-1:2014. 이는 차량에 사용되는 압축 가스 수소 및 수소/천연 가스 혼합물에 대한 일반적인 요구 조건과 정의를 지정하는 표준입니다. 이 표준은 일반적인 설계 원칙을 제시하고 지침 및 마킹에 대한 요구 조건을 지정합니다. 이는 액화 수소 연료 시스템 부품, 연료 용기, 고정 가스 엔진, 용기 장착 하드웨어, 전자식 연료 관리 또는 충전 리셉터클(receptacle)에 적용되지 않습니다.
- ASME B31.3. 이 표준은 공정 배관 규정이라고도 알려져 있으며, 대부분의 산업에 사용되는 배관 시스템의 설계와 건설 중 안전과 신뢰성에 중점을 둡니다. 이 표준은 재질, 용접, 브레이징, 열처리, 성형, 테스트, 검사, 조사, 운영, 유지보수와 같은 측면을 다룹니다.
- ASME B31.12. 이 표준은 수소 배관 및 파이프라인 규정이라고 알려져 있으며, 수소의 인화성 및 누설 가능성과 관련된 위험 완화에 더 중점을 둡니다. 여기에는 ASME B31.34에 있는 것처럼 두드러지지 않는 특별한 안전 조치와 프로토콜이 포함되어 있습니다. 이 표준은 수소 가스 및 수소 가스 혼합물을 다루는 배관 및 파이프라인과 더불어, 액체 수소 서비스용 배관에도 적용 가능합니다.
- ASME B31.34. 이는 신규 건설용 플랜지, 나사, 용접 연결구 밸브를 다루는 표준입니다. 이 표준은 플랜지 사이 또는 플랜지에 맞닿게 설치되는 주조, 단조, 조립식 밸브의 압력-온도 등급, 치수, 허용 오차, 재질, 비파괴 검사 조건, 테스트, 마킹을 다룹니다.
- EC79.1 이 표준은 수소 구동 차량의 형식 승인에 필요한 공통 규정을 설정합니다. 이 표준은 승객과 화물을 운반하는 데 사용되는 수소 구동 차량과 그 부품 및 시스템에 대한 제조 요건을 정립합니다. 이 규정의 목적은 수소 구동 차량의 안전과 신뢰성을 보장할 수 있도록 설계, 구조, 성능에 대한 기준을 설정하는 것입니다.
12022년 7월 5일 기준으로, 유럽 연합은 EC79/2009 규정을 폐지하고 기존 EC79 인증은 유효성을 유지하도록 조치했습니다. Swagelok은 증명서를 포함하여 EC79 표준에 따라 테스트를 완료한 제품을 보유하고 있습니다.
CNG 표준
- ECE R110. 이 표준은 CNG를 사용하는 차량의 특정 부품의 승인에 필요한 공통 규정을 설정하는 UN/ECE 규정입니다. 이는 또한 해당 부품의 차량 내 설치에 대해서도 다룹니다. 이 규정의 목적은 CNG 구동 차량의 안전과 신뢰성을 보장할 수 있도록 설계, 구조, 성능에 대한 기준을 설정하는 것입니다.
- NGV 3.1. 이 표준은 CNG 구동 차량의 연료 시스템 부품에 필요한 조건을 정립하며, 사용 압력이 16,500 kPa, 20,700 kPa 또는 24,800 kPa인 장치에 적용됩니다. 이 표준은 해당 부품의 압력 밀폐, 성능, 안전 특성에 대해 다룹니다.
- NGV 4.1. 이 표준은 천연 가스 차량 분배 시스템에 필요한 조건을 정립하며, 차량용 천연 가스를 분배하는 새로 제조된 시스템의 기계적 및 전기적 특성에 대해 다룹니다. 이는 분배 시스템이 기본적으로 차량의 연료 저장 용기 내에 직접 메탄을 분배하도록 설계됨을 보장합니다.
- ISO 15500-1:2015. 이 표준은 차량에 사용하도록 설계된 CNG 연료 시스템 부품에 대한 일반적인 요구 조건과 정의를 지정하며, 일반적인 설계 원칙을 제시하고 지침 및 마킹의 요구 조건을 지정합니다. 이 표준은 ISO 15403-12에 따라 천연 가스를 사용하는 차량에 적용 가능합니다. 이는 LNG 연료 시스템 부품, 연료 용기, 고정 가스 엔진, 용기 장착 하드웨어, 전자식 연료 관리 또는 충전 리셉터클(receptacle)에 적용되지 않습니다.
- ASME B31.3. 이 표준은 공정 배관 규정이라고도 알려져 있으며, 다양한 산업에 사용되는 배관 시스템의 설계와 건설 중 안전과 신뢰성에 중점을 둡니다. 이 표준은 재질, 용접, 브레이징, 열처리, 성형, 테스트, 검사, 조사, 운영, 유지보수와 같은 측면을 다룹니다.
엔지니어와 시스템 설계자가 추구해야 할 가장 중요한 기준은 인증 자체가 아니라 제삼자 실험실에서 표준 테스트 프로토콜에 따른 전체 테스트가 실행되었는지 여부입니다. 이러한 방식으로 독립적 테스트를 거친 부품은 정규 인증을 받은 제품과 동등한(또는 더 좋은) 성능을 제공함을 입증했습니다.
더불어, 공급업체에서 인증을 받아 업계에서 광범위한 사용을 통해 검증된 부품도 마찬가지로 정규 인증 제품처럼 사용하기에 적합합니다. 이는 엔지니어와 시스템 설계자가 부품을 지정할 때 전체 테스트 문서 및/또는 광범위한 업계 사용 여부를 확인해야 함을 의미합니다.
유체 시스템 부품의 테스트는 부식 테스트, 파열 테스트, 유압 테스트, 진동 테스트, 압력 테스트 등 폭넓은 성능 기준에 따라 실행됩니다. Swagelok은 다음과 같은 자료를 제공할 수 있습니다.
국제 인증/목록: 지속적인 모니터링을 포함한 국제 인증 기관을 통한 정규 인증. 이 인증은 기업이 재생 에너지 솔루션으로 전환하도록 지원하며, 업계 내에서 전문 기업을 차별화하는 요소입니다.
제삼자 테스트 보고서: 이 보고서는 미국 환경보호청(EPA)과 같은 규제기관에서 인정하는 제삼자 실험실에서 생성하며, 제품이 필요한 표준을 충족함을 보장하는 검증 테스트를 제공합니다. 이 프로세스에는 테스트할 제품을 선택하고 확보하며, 제삼자 실험실에서 테스트하는 작업이 필요합니다. 그다음, 그 결과가 규제 기관에 보고되며, 테스트에 실패한 제품은 불합격 절차에 따라 처리됩니다.
증명서 이는 특정 표준, 규정 또는 계약상 의무의 준수를 검증하는 공식 문서입니다. 이 문서는 산업 표준, 환경 규정, 계약상 의무의 준수와 같이 다양한 시나리오에 적용될 수 있습니다. 증명서에는 복수 표준에 따른 테스트가 포함될 수 있습니다.
기술 문서: ASME B31.3과 같은 특정 요구 조건을 충족하고자 Swagelok에서 이행한 방법을 설명하는 문서입니다. 공인 판매 및 서비스 센터에서 요청에 따라 제공 가능합니다.
선언/적합성 선언: 증명서 또는 제삼자 테스트 보고서를 유지하는 제품은 공식 국제 인증을 받은 제품과 동일한 성능을 제공할 것으로 예상되므로, 차량 또는 분배 애플리케이션용으로 지정할 수 있습니다.
압력 클래스 설명
클린 에너지/운송 애플리케이션에서는 에너지 밀도를 극대화할 수 있도록 가스를 고압 상태로 저장 및 이송합니다. 천연 가스는 248 bar에서 저장됩니다. 수소의 두 가지 압력 클래스:
350 Bar
이 압력 클래스에는 일반적으로 승용차와 같은 단거리 차량에 사용되는 부품이 포함됩니다. 350 bar가 공칭 사용 압력입니다. 제품은 차량 애플리케이션에 허용 가능한 최대 사용 압력인 437.5 bar와 동등한 압력 등급까지 테스트됩니다.
700 Bar
이 압력 클래스에는 일반적으로 트럭 및 버스와 같이 장거리용으로 더 높은 에너지 밀도가 필요한 차량에 사용되는 부품이 포함됩니다. 700 bar가 공칭 사용 압력입니다. 제품은 차량 애플리케이션에 허용 가능한 최대 사용 압력인 875 bar와 동등한 압력 등급까지 테스트됩니다.
앞서 설명한 관련 표준과 인증에 따라 두 압력 클래스의 성능 임계값이 설정됩니다. 예를 들어, 어떤 부품이 350 bar는 해당하지만 700 bar에 해당하지 않는 문서화된 필수 테스트 성능이 있을 수 있습니다. 애플리케이션 요구 조건에 따라 부품 공급자에게 문의하여 두 클래스에 해당하는 필수 테스트 데이터를 확보하십시오.