육상 vs 해상 파이프라인 및 파이핑
소개
에너지 수송 분야에서 육상 및 해상 파이프라인과 배관 시스템의 구분은 자원 추출 및 분배의 효율성, 안전성, 그리고 환경 영향에 중요한 역할을 합니다. 일반적으로 육지에 위치하는 육상 파이프라인은 석유, 가스 및 기타 유체를 다양한 거리에 걸쳐 운송하도록 설계되어 유지 보수 및 모니터링이 비교적 용이합니다. 반대로, 해저에 매설되거나 수면에 떠 있는 해상 파이프라인은 혹독한 해양 환경과 복잡한 물류로 인해 고유한 엔지니어링 과제를 안고 있습니다. 이 두 가지 유형의 파이프라인 간의 설계, 시공 및 운영 측면에서 육상 및 해상 파이프라인과 배관 시스템을 이해하는 것은 인프라 개발을 최적화하고 에너지 부문의 지속 가능한 운영을 보장하는 데 필수적입니다.
정의: 육상 vs 해상 파이프라인 및 파이핑
파이프라인이란 무엇인가요?
관로 지하, 지상, 수중을 관통하는 직경이 큰 긴 파이프들의 집합체로, 해저 파이프라인과 같은 구조로 되어 있으며, 밸브와 펌프와 같은 부속품이 장착되어 있어 장거리에 걸쳐 대량의 유체 흐름을 제어합니다. 파이프라인은 직경이 크기 때문에 액체나 기체를 한 장소에서 다른 장소로, 때로는 수천 마일까지 대량으로 운송하는 것이 용이합니다.
관로
파이핑이란 무엇인가?
관 석유화학 공장, 발전소, 정유 공장 등의 지정된 경계 또는 공간 내에서 유체(액체 및 기체)를 한 장소에서 다른 장소로 운반하는 데 사용되는 파이프 시스템입니다. 또한 필요에 따라 한 시설에서 다른 시설로 유체의 흐름을 제어하는 밸브와 부속품이 장착되어 있지만, 공장의 지정된 경계 내에서만 작동합니다. 배관 공학 온라인 강좌를 수강할 때 이러한 필수 주제를 절대 빠뜨리지 마십시오. 배관 직경은 시설의 유체 운송 설계 요건에 따라 0.5인치(1/2인치)에서 80인치(80인치)까지 다양하며, 일반적으로 시설 경계 내에서 한 시설에서 다른 시설로 유체를 운반합니다.
관
육상 파이프라인이란?
육상 파이프라인은 육상 환경에서 석유, 천연가스, 물, 화학물질과 같은 유체를 수송하는 데 사용되는 파이프라인 및 관련 장비 네트워크를 말합니다. 이러한 파이프라인은 유전에서 정유소, 천연가스정에서 주유소, 그리고 원유 및 정제유 저장 탱크, 화학 탱크, LNG 저장 탱크, 그리고 항공기 급유 파이프라인 운영까지 석유 및 가스를 장거리로 수송하는 데 필수적입니다.
육상 파이프라인
해상 파이프라인이란?
해상 파이프라인은 해상 환경에서 석유, 가스, 물, 화학물질 등의 유체를 운송하는 데 사용되는 파이프 및 관련 장비 네트워크를 말합니다. 이러한 파이프라인은 해상 석유 시추선, 플랫폼, 그리고 부유식 생산 저장 및 하역 설비(FPSO)의 운영에 필수적입니다. 높은 염도, 극한의 온도, 강한 해류와 같은 해상 환경의 특수한 조건은 이러한 시스템의 설계 및 유지 관리에 상당한 어려움을 야기합니다.
해상 파이프라인
주요 차이점: 육상 vs 해상 파이프라인 및 파이핑
비교표: 육상 및 해상 파이프라인 및 파이핑
| 사양 | 육지 | 난바다 쪽으로 부는 | ||
| 관로 | 관 | 관로 | 관 | |
| 디자인 코드 | – ASME B31.4: 액체 및 슬러리용 파이프라인 운송 시스템 – ASME B31.8: 가스 전송 및 분배 배관 시스템 |
ASME B31.3: 공정 배관 | – DNVGL-ST-F101: 해저 파이프라인 시스템 – API RP 1111: 해상 탄화수소 파이프라인의 설계, 건설, 운영 및 유지 관리(한계 상태 설계) |
ASME B31.3: 공정 배관 |
| 범위 | 식물 경계 외부 (마을, 들판, 강, 운하, 철도, 고속도로, 도시, 사막, 숲, 언덕 등) |
식물 경계 내 | 식물 경계 외부 | 식물 경계 내 |
| 파이프의 종류 | API Spec 5L: 라인 파이프 사양 | – ASTM – BS – API 5L |
– API Spec 5L: 라인 파이프 사양 – 디엔비지(DNVG)엘-ST-F101: 해저 파이프라인 시스템 |
ASTM 표준 |
| 밸브 | – API 6D: 파이프라인 및 파이핑 밸브에 대한 사양 – 풀 보어(FB) 볼 밸브는 피그에 사용됩니다. |
– BS – API 표준 – 풀보어(FB) 및 리듀스보어(RB) |
– 풀보어 밸브: 지능형 돼지의 원활한 통과를 위해 – API 6D SS: 해저 파이프라인 밸브에 대한 사양 |
– RB 밸브 – BS/API 표준 |
| 용접 | – API Std. 1104: 파이프라인 및 관련 시설의 용접 – 용접 유형: 자동 / 반자동 / 수동 |
– ASME Sec. IX: 용접 및 브레이징 절차, 용접공, 브레이저 및 용접 및 브레이징 작업자를 위한 표준 – 용접 유형: 수동(대부분) |
– API Std. 1104: 파이프라인 및 관련 시설의 용접 – 주로 파이프라인 바지선의 자동용접에 사용됩니다. |
– ASME Sec. IX: 용접 및 브레이징 절차, 용접공, 브레이저 및 용접 및 브레이징 작업자를 위한 표준 – 제작장에서의 수동 용접. |
| 용접 접합부 검사(NDT 요구 사항) | 100% 자동 UT 또는 RT(X-Ray 사용) | 5%에서 100%로 (대부분 감마선을 사용하여) |
자동 UT의 100% | 필요에 따라 10%에서 100%로 |
| 복수 | – 벽 두께 분석 – 탄성 굽힘 반경 분석 – 수역/습지 지역의 안정성 분석 – 수평 방향 드릴링 설계 분석 – 철도/고속도로 건널목 분석 – 교차로에 대한 케이싱 파이프 분석 – 지진 분석 |
– 배관 벽 두께 계산 – 배관 응력 해석 정적 분석 동적 분석 바람 분석 플랜지 누설 분석 지진 분석 |
– 벽 두께 분석 – 바닥 안정성 – 스팬 분석 – 글로벌 좌굴 – 측면 및 격변 – 파이프라인 확장 분석 – 라이저 설계(스팬, 응력 및 유연성 분석) – 라이저 클램프 디자인 – 파이프라인 교차 설계 및 분석 |
– 데크 배관 응력 해석 |
| 설치 | (대부분) 묻혔다 | 지상/선반 위/슬리퍼/T-우편함 등 | 해저(해저의 물 속 또는 해저에 묻힌) | 데크 플랫폼 배관 (식물과 유사) |
| 특수 설비 | – 강을 건너 – 수평방향 드릴링(HDD) 방식 – 마이크로 터널링 방식 – 도로/철도/고속도로 건너편 – 오거 보링/재킹 보링 방법 – 얕은 HDD – 가트/언덕 |
– 모듈식 설치 – 핀닝 – 스터딩 – 재킷팅 – 창고 내부 스풀링 – 냉각수용 U/G 배관 |
– S-lay 방식(천수 설치용) – J-Lay 방식(심해 설치용) – Land Fall Point(LFP) 근처 해안 당김/바지 당김 |
데크 구조와 함께 |
| 특수 장비 | – 구획화 밸브(원격 작동) – 단열 조인트 – 스크레이퍼 런처/리시버 – 스템 확장 밸브(매립형 밸브용) – 플로우 티 – 긴 반경 굽힘(R=6D) – 저온장 굽힘(R = 30D 또는 40D) |
– 팽창 조인트 – 모터 작동 밸브(MOV) – 극저온 밸브 – 스프링스 |
– 해저 격리 밸브(SSIV) – LR 벤즈 – 플로우 티 – 파이프라인 엔드 매니폴드(PLEM) – 단일 지점 계류(SPM) 시스템 – 잠수함 호스 – 플로팅 호스 – 케이블 및 탯줄 설치 – 피기백 파이프라인 |
해당없음 |
| 조사 | – 지형 측량 (파이프라인 경로를 따라) – 지반 조사 (파이프라인 경로를 따라) – 토양 저항률 조사 (파이프라인 경로를 따라) – 수역에 대한 수문 조사(세굴 깊이 계산용) – 지적 측량(RoU 취득용) |
– 기상학에서 얻은 풍향 프로필 – 플롯의 지진 연구 |
– 사이드 스캔 소나, 하부 해저 프로파일러, 에코 사운더를 이용한 지구물리학적 조사/수심 측량 – Met-Ocean 데이터 수집 – 파이프라인 경로의 지반 공학 데이터 |
해당없음 |
| 부식 방지 코팅 | – 3층 폴리에틸렌(3LPE) 코팅 – 3층 폴리프로필렌(3LPP) 코팅 – 퓨전 본딩 에폭시(FBE) 코팅 – 콜타르 에나멜(CTE) 코팅 |
그림 | 다음과 같은 코팅: – 콜타르 에나멜 코팅(CTE) – 3층 폴리에틸렌 코팅(3LPE) – 3층 폴리프로필렌 코팅(3LPP) – 이중층 융합 접합 에폭시 코팅(2FBE) |
그림 |
| 음극 보호 시스템 | – 인가전류 음극보호(ICCP) 시스템 – 희생 양극(제한된 위치) |
해당 없음 | 희생 양극 음극 보호(SACP) 시스템 | 해당없음 |
| 정수압 테스트 | – 가장 높은 파이프 두께의 ID 95%의 게이지 플레이트 런 – 시험 압력 최소: 설계 압력의 1.25배(액체 파이프라인의 경우) 설계 압력의 1.25~1.5배(가스 파이프라인의 경우) 최대 : 파이프 재질의 SMYS 95%의 후프 응력과 동일한 압력 – 보류 기간: 24시간 |
– 게이지 플레이트 설치는 하지 않습니다. 일반적으로 파이프 청소를 위해 판지 분사 작업을 합니다. – 시험 압력 최소: 1.5 × 설계 압력 × 온도 계수 최대: 라인 일정 기준 – 보류 기간: 2~6시간 |
– 가장 두꺼운 파이프라인의 ID인 95%의 게이지 플레이트 런. – 시험 압력 최소: 설계 압력 x 1.25배 – 보류 기간: 24시간 |
– 측정은 수행되지 않습니다. – 시험 압력 최대: 라인 일정에 따라 – 대기 시간: 2시간 |
| 보존 | – 부식 방지수 또는 불활성 가스(N2) 충전으로 파이프라인 보존 | 해당 없음 | ||
| 피깅 | 지능형 피깅 | 해당 없음 | 규정 준수 | 해당 없음 |
| 설치에 필요한 기계/장비 | – 트렌처 – 백호/굴삭기 – 사이드 붐 – 콜드필드 벤딩 머신 – 휴일 감지 기계 – 공압/유압 내부 클램프 |
크레인/히드라 | – 파이프레이 바지선 – 데릭 바지 – 다이빙 지원 선박 – 동적 위치 지정(DP) 바지선(심해용) |
조립식 데크 배관 |
결론: 육상 vs 해상 파이프라인 및 파이핑
요약하자면, 육상 파이프라인 일반적으로 석유, 천연가스, 식수, 하수, 해수, 슬러리 등을 운반하기 위해 땅에 묻거나 건설됩니다. 육상 배관 일반적으로 석유화학공장, 발전소, 정유공장, 방화시스템, 수처리시스템 등에 설치됩니다. 해상 파이프라인 바다 바닥에 묻혀있습니다. 해상 배관 일반적으로 해상 시추 플랫폼의 송전 및 구조 지지 파이프라인 시스템으로 구성됩니다. 특수 해상 장비에는 수중 차단 밸브, 티, 해저 호스가 포함됩니다. 해상 측량에는 지구물리학, 수심 측량, 해양 데이터 수집이 포함되는 반면, 육상 측량은 지형 및 지반 공학 연구에 중점을 둡니다.
