LNG를 보관하기 위해 특수강이 필요한 이유

LNG를 보관하기 위해 특수강이 필요한 이유

• LNG(Liquefied Natural Gas, 액화천연가스)는 -162°C 이하의 온도에서 액화된 천연가스로, 초저온 환경에서 안전하게 보관, 운송하기 위해 특수한 재질의 강재(특수강)가 필요합니다.

  • 이는 LNG의 물리적 특성과 초저온 환경에서 재료의 성질 변화 때문입니다.

1. 초저온에서의 재료 문제

• LNG는 -162°C 이하의 온도에서 보관되므로, 일반 강재를 사용할 경우 다음과 같은 문제가 발생합니다.

  • 재료의 취성 증가

    • 일반 강재는 초저온 환경에서 취성(brittleness)이 증가하여 충격에 약해지고 쉽게 균열 발생.

    • 초저온에서도 충격에 강하고 연성을 유지하는 재료가 필요.

  • 열팽창 및 수축

    • 저온에서 일반 강재는 심한 열수축으로 인해 구조적 변형이나 균열이 발생.

    • 초저온 환경에서도 열팽창과 수축을 견딜 수 있는 강재가 요구됨.

  • 극저온 환경에서도 연성과 강도를 유지

    • LNG 보관 용기는 충격, 진동 등 외력을 받을 수 있으며, 초저온에서도 강도와 연성을 유지해야 함.

2. 특수강이 LNG 보관에 적합한 이유

• 니켈(Ni) 함유 "저온용 강재"

  • 니켈이 포함된 특수강(주로 9% Ni강)은 -162°C에서도 충격 인성과 연성 유지.

  • 니켈은 철의 결정 구조를 안정화하여 초저온에서의 취성 감소.

• 높은 내식성

  • LNG 환경에서 발생할 수 있는 부식을 방지.

• 극저온 성능 규격 만족

  • 특수강은 극저온에서도 구조적 안정성과 규격(예: ASTM, EN)을 충족.

3. LNG 보관에 사용되는 주요 특수강

1) 9% Ni강

• 니켈 함유량 9%.

• -196°C까지 사용 가능, LNG 저온 환경에 최적.

• 주로 저장탱크 및 배관 제작에 사용.

2) 스테인리스강

• 주요 등급: 304, 316 (오스테나이트계 스테인리스강).

• 내식성 및 내구성 우수.

• 주로 배관과 부속품에 사용.

3) 알루미늄 합금

• 초경량성과 극저온 성능을 활용.

• LNG 운반선 설비에 주로 사용.

4. LNG 저장 탱크 설계에서 특수강의 역할

• 이중벽 구조

  1. 외벽: 일반 강재로 구성, 구조적 안정성 제공.

  2. 내벽: 특수강으로 제작됨. -162°C의 LNG와 직접 접촉.

  3. 단열층: 외벽을 보호하며, LNG 기화를 방지.

5. 특수강이 없을 경우 발생할 위험

• 취성 파괴로 인한 누출

• 초저온에서의 균열 발생 가능.

• 에너지 손실

  • LNG의 기화율 증가로 인해 효율 감소.

• 사고 위험 증가

  • LNG 누출 시 인화성 가스로 폭발 가능성 있음.

극저온 환경(-162°C)을 견디며 취성 파괴를 방지하기 위해 특수강이 필요.
특수강은 높은 내충격성, 내식성, 열팽창 저항성을 갖추어 LNG의 안전한 보관이 가능.