KGS Code

가 스 기 술 기 준 위 원 회

위 원 장 이 수 경 : 서울과학기술대학교 교수

부위원장 오 신 규 : 호서대학교 교수

당 연 직 조 웅 환 : 산업통상자원부 에너지안전과장 박 기 동 : 한국가스안전공사 안전관리이사

고압가스분야 김 진 석 : 한국표준과학연구원 부원장 김 청 균 : 홍익대학교 교수 윤 기 봉 : 중앙대학교 교수 하 동 명 : 세명대학교 교수 김 창 기 : 한국기계연구원 책임연구원

액화석유가스분야 정 태 용 : 국민대학교 교수 안 병 성 : 한국과학기술연구원 책임연구원 윤 재 건 : 한성대학교 교수 백 종 배 : 한국교통대학교 교수 장 석 웅 : 에스이피엔씨(주) 회장 이 기 연 : 한국LPG산업협회 전무 장 기 현 : (주)귀뚜라미 전무

도시가스분야 김 광 섭 : 대륜 E&S 상무 오 신 규 : 호서대학교 교수 이 수 경 : 서울과학기술대학교 교수 고 재 욱 : 광운대학교 교수 문 일 : 연세대학교 교수

이 기준은 「고압가스 안전관리법」 제22조의2, 「액화석유가스의 안전관리 및

사업법」 제27조의2 및 「도시가스사업법」 제17조의3에 따라 가스기술기준

위원회에서 정한 상세기준으로, 이 기준에 적합하면 동 법령의 해당 기준에

적합한 것으로 보도록 하고 있으므로 이 기준은 반드시 지켜야 합니다.

KGS AC417 2013

제개정 이력KGS Code ․

종목코드번호 KGS AC417 2013

코 드 명연료전지자동차용 압축수소 용기 제조의

시설 기술기준·

제 개 정 일 자ㆍ 내 용

2013. 8.16 제 정 산업통상자원부 공고 제 호( 2013-200 )

이 하 여 백- -

목 차

일반사항1. ··········································································································1

적용범위1.1 ·····································································································1

기준의 효력1.2 ································································································1

다른 기준의 인정1.3 ························································································1

기준의 준용 내용 없음1.4 ( ) ··············································································2

기준의 준용1.5 ·······························································································3

제조시설기준2. ···································································································3

제조설비2.1 ····································································································3

검사설비2.2 ····································································································4

제조기술기준3. ···································································································4

설계3.1 ···········································································································4

설계수명3.1.1 ······························································································4

설계충전횟수3.1.2 ·······················································································4

설계온도3.1.3 ······························································································5

설계서류3.1.4 ······························································································5

재료3.2 ··········································································································6

일반사항3.2.1 ······························································································6

금속재료 라이너와 보스3.2.2 (Type-3 Type-4 ) ·········································6

섬유재료3.2.3 ·····························································································6

수지 재료3.2.4 (Resins) ················································································7

비금속 라이너 재료3.2.5 (Type-4) ······························································7

두께 내용 없음3.3 ( ) ·························································································7

구조 및 치수3.4 ·····························································································7

구조3.4.1 ····································································································7

치수3.4.2 ····································································································7

가공3.5 ··········································································································8

섬유의 감기3.5.1 ·························································································8

수지의 경화3.5.2 ·························································································8

오토프레티지3.5.3 (Auto-frettage) ····························································8

용접 해당 없음3.6 ( ) ·························································································8

열처리3.7 ·······································································································9

성능3.8 ··········································································································9

제품성능3.8.1 ······························································································9

재료성능3.8.2 ·····························································································9

보호코팅3.9 ··································································································10

부속장치 부착3.10 ························································································10

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1

연료전지자동차용 압축수소 용기 제조의 시설기술기준․(Facility/Technical Code for Manufacture of Compressed Hydrogen Gas

Cylinders for Fuel Cell Vehicles)

일반사항1.

적용범위1.1

이기준은 고압가스안전관리법 이하 법 이라한다 제조제호에따른용기중내용적 리터( “ ” ) 3 2 450「 」

이하의연료전지자동차용압축수소용기이하 용기 라한다 제조의시설 기술에대하여적용한다( “ ” ) · .

기준의 효력1.2

1.2.1이기준은법제 조의 제 항에따라가스기술기준위원회의심의 의결안건번호제 호22 2 2 · ( 2013-7 ,

년 월 일을거쳐산업통상자원부장관의승인산업통상자원부공고제 호 년2013 7 23 ) ( 2013-200 , 2013

월 일을받은것으로법제 조의 제항에따른상세기준으로서의효력을가진다8 16 ) 22 2 1 .

1.2.2이기준을지키고있는경우에는법제 조의제항에따라 고압가스안전관리법시행규칙 이하22 2 4 (「 」

규칙 이라한다 별표 의시설 기술기준에적합한것으로본다“ ” ) 10 · .

다른 기준의 인정1.3

1.3.1 신기술제품검사기준해당없음( )

1.3.2 외국제품제조등록기준

1.3.2.1규칙제 조의 제 항단서에서정한 제조시설기준과제조기술기준 이란표 에따른9 2 3 “ ” 1.3.2.1

외국용기의인정기준을말한다.

표 외국제품제조등록기준1.3.2.1

인정기준 공인검사기관

CGA, ANSI IIA(Independent Inspection Agency)

ECE(EconomicCommission for Europe) 마킹검사기관E (Notified Body)

고압가스보안법 고압가스보안협회

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2

1.3.2.2 고압가스안전관리법시행령 제조의제항제호에따라표 의인정기준으로제조하5 2 2 2 1.3.2.1「 」

고해당공인검사기관의검사를받은것으로한다.

기준의 준용내용 없음1.4 ( )

이기준에서사용하는용어의뜻은다음과같다.

1.4.1 오토프레티지 란금속라이너가있는복합재료용기를용기제조공정중에“ (Autofrettage)”

금속라이너의항복점을초과하는압력을가하여 구소성변형을일으키는것을말한다.

1.4.2 풀랩 용기 란라이너에수지 를함침 한연속섬유를후프감기및“ (full wrapped) ” ( ) ( )樹脂 含浸

헬리컬감기등으로감은용기를말한다.

1.4.3 후프감기 란필라멘트와인딩성형수지를함침한연속섬유를라이너에감은것을말함“ ” ( )

공정중라이너몸통부축에거의직각으로섬유를감는방법을말한다.

1.4.4 헬리컬감기 란필라멘트와인딩성형공정중라이너몸통부축에나선형태로섬유를감는“ ”

방법으로서후프감기이외의방법을말한다.

1.4.5 용기 란금속라이너를섬유와합성수지를이용하여풀랩 으로감은“Type-3 ” (full wrap)

용기를말한다.

1.4.6 용기 란비금속라이너를섬유와합성수지를이용하여풀랩 으로감은“Type-4 ” (full wrap)

용기를말한다.

1.4.7 라이너 란섬유등의외피가덮이는내부용기를말한다“ ” .

1.4.8 파열압력 이란파열시험도중용기내에가해지는최고압력을말한다“ ” .

1.4.9 최소파열압력 이란파열시험중에파열을일으키는최소압력을말한다“ ” .

1.4.10 내압시험압력 이란내압시험동안에용기에가해지는압력으로서 최고충전압력의 배“ ” , 1.5

이상의압력을말한다.

비고 구팽창율과탄성팽창율의측정은내압시험중에실시한다[ ] .

1.4.11 최고충전압력 이란용기의통상충전압력으로서“ ” 15 에서35℃ 또는70㎫ 의압력을말한다.㎫

1.4.12 배치 란다음을말한다“ (Batch)” .

금속라이너의경우 배치 란동일한설계 동일한재료 동일한제조공정 동일한열처리 동일한(1) “ ” , , , ,

제조장비 동일한시간 열처리시동일한분위기와온도에서연속적으로제조된라이너로서 길이가, , ,

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3

제작된용기평균값의±50 범위에있는금속라이너그룹%

비금속라이너의경우 배치 란동일한설계 동일한재료 동일한제조공정과동일한장비로(2) “ ” , ,

연속적으로제조된비금속라이너로서길이가제작된용기평균값의±50 범위에있는비금속라이너%

그룹

복합재료용기의경우 배치 란동일한설계 동일한재료 동일한제조공정 동일한오토프레티지를(3) “ ” , , ,

하여연속적으로제조된용기로서길이가제작된용기평균값의±50 범위에있는용기의그룹%

어떠한경우에도 배치 는용기 개에파괴검사시료를더한수량보다작은수량으로한다(4) “ ” 200 .

기준의 준용1.5

이기준에서정하지아니한용기및그부속품의모양 치수등의규격은한국산업규격에따른다 다만. ,ㆍ

한국산업규격에서정하고있지아니한사항은산업통상자원부장관과협의하여한국가스안전공사의사장

이따로정할수있다.

제조시설기준2.

제조설비2.1

용기를제조하려는자가이제조기술기준에따라용기를제조하기위하여갖추어야할제조설비제조하는(

용기에필요한것만을말한다는다음과같다 다만 규칙제조제항제호에따른기술검토결과부품생산) . , 5 2 3

전문업체의설비를이용하거나그로부터부품을공급받더라도품질관리에지장이없다고인정된경우에는

그부품생산에필요한설비를갖추지아니할수있으며 라이너를이음매없는용기제조업소로부터,

공급받는경우에는 부터 까지와 중쇼트브라스팅설비는갖추지않을수있다(1) (3) (5) .

단조설비또는성형설비(1)

아래부분접합설비아래부분을접합해제조하는경우만을말한다(2) ( )

다음기준에모두적합한열처리로(3)

용기를가열하는노안각부분의온도차가(3-1) 25 이하가되도록한구조의것℃

노안의온도와열처리시간을측정하여자동으로기록하는장치가있는것(3-2)

연속로의경우에는온도측정장치가 담금질로의온도유지구간개시지점 중간지점 종료지점의(3-3) , · ·

중앙및좌우에각 개씩총 개이상 풀림로의온도유지구간개시지점 중간지점 종료지점의좌우에1 9 , · ·

각 개씩총 개이상이설치된것 단속로의경우에는온도측정장치가입 출구지점 중간지점 안쪽지점1 6 . · · ·

의중앙및좌우에각 개씩총 개이상이설치된것1 9

세척설비(4)

쇼트브라스팅및도장설비(5)

용기내부건조설비(6)

필라멘트와인딩설비(7)

경화로(8)

넥크링가공설비(9)

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4

그밖에제조에필요한설비및기구(10)

검사설비2.2

용기를제조하려는자가이검사기준에따라용기를검사하기위하여갖추어야할검사설비제조하는(

용기에필요한것만을말한다는다음과같다 다만 설계단계검사에필요한검사설비중외부업체의) . ,

설비를이용하는경우에는갖추지않을수있다.

자동가압검사설비용기마다 구증가율및초단위시간을자동으로기록하는구조일것(1) ( )

기밀검사설비(2)

초음파두께측정기 나사게이지 버어니어캘리퍼스등두께측정기(3) · ·

저울(4)

초음파검사설비및최소허용결함탐상용표준용기초음파검사설비는회전과병진운동을하고(5) (

허용결함크기이상을자동으로검출할수있을것)

자동경도측정설비 열처리대상라이너에대하여열처리적정성을경도값에의해자동으로측정되고(6) (

저장이가능할것)

내부조명설비(7)

만능재료시험기(8)

연화온도시험설비(9)

총격시험설비(10)

화염시험설비(11)

낙하시험설비(12)

환경시험설비(13)

압력반복가압시험설비(14)

표준이되는압력계(15)

표준이되는온도계(16)

그 밖에용기검사에필요한설비및기구(17)

제조기술기준3.

설계3.1

설계수명3.1.1

용기의설계수명은제조자가정하되 최대 년을초과하지않도록한다, 15 .

설계충전횟수3.1.2

설계충전횟수는아래의수식으로계산한다.

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5

설계충전횟수 = 1000+200×L

여기에서

설계수명년L : ( )

설계온도3.1.3

용기의설계온도는-40 에서 85℃ 로한다.℃

설계서류3.1.4

용기제조자는다음의서류를작성하여용기의설계수명까지보관하고 용기의검사를위해검사기관의,

요청이있는경우에는이를제출한다.

긴급차단장치3.1.4.1

용기제조자는다음의용기기본정보를사용자에게제공한다.

용기제조자의상호와주소(1)

(2) 용기의설계정보 최고충전압력 지름 길이 부피 중량 밸브나사산종류등: ( ), ( ), ( ), (L), ( ),㎫ ㎜ ㎜ ㎏

용기의설계수명(3)

용기의설계충전횟수(4)

최고충전압력(5)

보호코팅등필요한항목들(6)

용기의안전한사용과검사를위해필요한정보나공지사항(7)

설계도면3.1.4.2

용기의설계도면에는다음내용을포함한다.

제목 일련번호 날짜 개정번호등(1) , , ,

용기의형식(2) (Type-3, Type-4)

완성된용기의최소두께 형상및개구부를포함한허용오차를포함한치수(3) ,

용기의실제중량 부피와허용오차(4) ,

금속라이너재료에대한사양 경도등의기계적성질과화학적성분조성등의화학적특성(5) -

및오차범위

(6) 오토프레티지압력범위 내압시험압력 화염에대한보호시스템과외부보호코팅의세부사항등, ,

충전가스명(7)

최고충전압력(8)

응력분석 보고서3.1.4.3

응력분석보고서는계산된응력이요약된표형태로나타나도록한다.

소재 적합성 재료3.1.4.4

용기제조자는용기에사용된소재의세부자료를보관한다.

제조 자료3.1.4.5

모든제조과정 허용오차 비파괴시험 제품검사 배치시험 제조자시험등의세부사항을명기하고, , , , , ,

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6

아래의내용은용기제조자가파일로유지한다.

설계파열압력관련자료(1)

용기의경우금속재료사용시배관재의압출성형 냉간가공 배관압출(2) Type-3 , , (flow forming),

열처리및세척공정에관한자료

표면마무리 나사산및주요치수에대한마지막제조검사관련자료(3) ,

복합재제조공정과오토프레티지공정관련자료(4)

비파괴검사초음파검사또는동등한시험를위한허용결함크기용기제조자가제시한자료 등(5) ( ) ( )

재료3.2

용기의재료는그용기의안전성을확보하기위하여다음기준에적합한것을사용한다.

일반사항3.2.1

3.2.2.1 재료는다음기준을모두만족하는것으로하며 모든재료의성분 품질등은재료제조자가, ㆍ

인증한시험성적서를통해확인한다.

3.2.1.1.1 재료는균질한품질을가지는것으로한다.

3.2.1.1.2 용기제조자의설계사양에일치하지않는재료는사용하지않는다.

3.2.1.1.3 수소와접촉하는모든재료는수소의특성에적합한것을사용한다.

3.2.1.1.4 부식이우려되는이종금속재료는같이사용하지않는다.

3.2.1.1.5 용접된라이너는사용하지않는다.

금속재료 라이너와 보스3.2.2 (Type-3 Type-4 )

3.2.2.1 용기제조에사용하는스테인리스강재는 을사용하고알루미늄합금은STS 316L Al 6061

을사용한다T6 .

3.2.2.2 용기의보스및마감플러그재료는라이너와적합성을유지하도록하며 용기의Type-4 ,

사용수명중응력부식균열을방지하기위한내환경성이있는것을사용한다.

섬유재료3.2.3

3.2.3.1구조강화필라멘트재료로는유리섬유 아라미드섬유또는탄소섬유를사용한다 탄소섬유를, .

사용하는경우에는연료용기의금속부분과의갈바닉부식을방지하기위하여절연코팅등의적절한

조치를한다 탄소섬유의인장시험은 또는이와동등한시험방법으로실시한다. ASTM D4018 .

3.2.3.2용기의복합재료섬유는그종류에따라표 의최소파열압력비이상의것을사용한다3.2.3.2 .

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7

재료용기형식

Type-3 Type-4

유리섬유 3.4 3.5

아라미드섬유 2.9 3.0

탄소섬유 2.25 2.25

혼합섬유최소파열응력비 최소파열압력비에서계산된섬유응력 사용압력= ×

사용압력에서계산된섬유응력/

표 최소파열압력비3.2.3.2

비고 두가지이상의다른섬유를혼합하여사용하는경우 각섬유의탄성계수를고려하여계산하여야[ ] ,

한다 응력비확인은스트레인게이지를사용하여수행할수있다. .

수지 재료3.2.4 (Resins)

3.2.4.1함침용수지는열경화성또는열가소성의것을사용한다 수지의인장시험은. KSMISO14130

또는이와동등한시험으로실시할수있다.

비고 적절한수지재료로는에폭시 변성에폭시 폴리에스터및비닐에스터의열경화성수지와[ ] , ,

폴리에틸렌 폴리아미드 의열가소성수지의것들이있다, (poly-amide) .

비금속 라이너 재료3.2.5 (Type-4)

3.2.5.1 비금속라이너재료는사용조건에적합한것으로한다.

3.2.5.2 또는적절한방법을사용하여측정한연화점은최소KS M ISO 306 100 로한다.℃

3.2.5.3 항복강도와연신율측정은 에따라실시한다ASTM D 638 .

두께내용 없음3.3 ( )

구조 및 치수3.4

구조3.4.1

용기제조자는제조가완료된모든용기및라이너의구조가설계시정한것과일치하는지여부를확인한다.

치수3.4.2

3.4.2.1 용기제조자는제조가완료된모든용기및라이너의주요치수와무게의값이용기제조자가

정한설계허용공차안에들어가는지를확인한다.

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8

3.4.2.2 용기제조자는모든용기밸브의부착부나사의치수를 플러그게이지 등으로(plug-gauge)

측정하여확인한다.

가공3.5

섬유의 감기3.5.1

섬유는라이너에연속적인필라멘트와인딩 으로적층하여제작한다 섬유를감는(filament winding) .

작업은컴퓨터나기계적으로제어하고 섬유는와인딩 되는동안제어된인장력을유지하도록, (winding)

한다 섬유를감는동안아래의변수들이오차내에서유지되는것을확인한다 작업결과는용기제조자가. .

용기가폐기될때까지보관한다.

섬유종류(1)

와인딩폭당섬유수(2)

수지의주제에폭시등와경화제의혼합비율및혼합방식(3) ( )

무게 수지 와섬유의혼합부피비(4) , (resin)

와인딩각도(5)

후프와인딩회전수(6)

헬리컬와인딩회전수(7)

와인딩폭(8)

와인딩시장력(9)

와인딩속도(10)

수지의온도(11)

수지의 경화3.5.2

3.5.2.1수지는섬유감기가완료된후에경화시킨다 열경화성수지는제어된시간 온도에따라열을. ㆍ

사용하여경화시킨다 경화되는동안경화사이클예 시간 온도기록은용기의예상수명기간동안. ( , )ㆍ

용기제조자가문서화하여보관한다.

3.5.2.2 알루미늄합금라이너에서용기에대한최대경화시간과온도는금속 수지그리고섬유의,

특성에악 향을주지않는시간과온도이하로한다 용기에대하여수지의경화온도는플라스틱. Type-4

라이너의연화온도보다최소 이하가되도록한다10 .℃

오토프레티지3.5.3 (Auto-frettage)

용기에대한오토프레티지 는내압시험전에실시한다 오토프레티지압력은Type-3 (auto-frettage) .

용기제조자가제시한압력으로하며 용기제조자는오토프레티지가정상적으로수행되었다는것을,

입증할수있도록한다 오토프레티지의기록은용기의예상수명동안용기제조자가보관한다. .

용접해당 없음3.6 ( )

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열처리3.7

성형후의금속라이너는설계조건에서정한경도값이나오도록열처리를한다 국부적인열처리는.

허용하지않는다.

성능3.8

제품성능3.8.1

기밀성능3.8.1.1

용기제조자는 용기전수에대하여다음에따라기밀시험을실시하고가스가누출되는용기는Type-4

폐기한다.

3.8.1.1.1 용기를수분이없도록건조시킨다.

3.8.1.1.2 수소나헬륨과같은검지가능한가스를포함하는건조공기나질소로최고충전압력까지

최소 분간가압한다3 .

내압성능3.8.1.2

용기제조자는다음과같이용기전수에대하여내압성능을확인한다.

3.8.1.2.1최고충전압력의 배이상의압력으로내압시험을실시하되 어떠한경우에도오토프레티지1.5 ,

압력을초과하지않도록한다.

3.8.1.2.2오토프레티지와내압시험이전에는 어떠한경우에도내부압력이내압시험압력의, 90 를%

초과하지않도록한다.

3.8.1.2.3 압력은용기가충분히팽창할수있도록 초이상유지한다 만약시험장치의문제로30 .

시험압력이유지될수없는경우에시험은0.7 증가된압력에서재시험한다 재시험은두번을초과하지.㎫

않도록한다.

3.8.1.2.4 용기는 구팽창률이Type-3 5 를초과하지않도록하고 모든 용기의탄성팽창률은% , Type-4

배치평균탄성팽창률값의 10 를초과하지않도록한다% .

재료성능3.8.2

비파괴 성능3.8.2.1

용기제조자는제조된모든용기에대하여다음의시험을실시한다.

KGS AC417 2013

10

3.8.2.1.1 금속라이너의최대결함크기가허용결함을초과하지않는것을초음파시험(KS B ISO

부록 부록 이나이와동등이상의비파괴시험으로확인한다 검증을9809-1: B, KSB ISO9809-3 : C) .

위해사용되는비파괴시험방법은허용되는최대결함크기를탐지할수있는능력이있는것으로한다.

3.8.2.1.2비금속라이너에존재하는결함이용기제조자가제시한허용결함의한계값을초과하는지

여부를육안검사또는비파괴시험으로확인한다.

경도 성능3.8.2.2

3.8.2.2.1 용기제조자는제조된 의금속라이너전수에대하여열처리한후 에Type-3 ISO6506-1

따라경도를측정하여설계조건에서정한값이나오는지여부를확인한다.

3.8.2.2.2 라이너에대한경도는용기의중앙및반구의끝부분에서측정한다.

수소 적합성능3.8.2.3

용기제조자는 의시험을실시하여금속라이너재료의고압수소환경에서의적합성을ASTMG142-98

확인한다.

보호코팅3.9

보호코팅이설계에포함되어있는경우에코팅은 에따라시험하고 코팅공정이KSM ISO 4624 ,

용기의기계적성질에부정적인 향을주지않도록한다.

부속장치 부착3.10

용기에밸브를부착하는경우에는다음기준에따른다.

3.10.1 밸브부착시충전구및안전장치의손상여부를확인한다.

3.10.2 밸브부착치구의예시는그림 와같다3.10.2 .

그림 밸브부착치구예시3.10.2 ( )

KGS Code

KGS Code 기호 및 일련번호 체계

KGS(Korea Gas Safety) Code는 가스관계법령에서 정한 시설·기술·검사 등의 기술적인 사항을 상세기준으로 정하여 코드화한 것으로 가스기술기준위원회에서 심의·의결하고 산업통상자원부에서 승인한 가스안전 분야의 기술기준입니다.

분 류 기 호 시 설 구 분 분 류 기 호 시 설 구 분

제품(A)(Apparatus)

기구(A)(Applian

ces)

AA1xx 냉동장치류

시설(F)(Facilities)

제조·충전(P)

(Production)

FP1xx 고압가스 제조시설

AA2xx 배관장치류 FP2xx 고압가스 충전시설

AA3xx 밸브류 FP3xx LP가스 충전시설

AA4xx 압력조정장치류 FP4xx 도시가스 도매 제조시설

AA5xx 호스류 FP5xx 도시가스 일반 제조시설

FP6xx 도시가스 충전시설AA6xx 경보차단장치류

AA9xx 기타 기구류

판매·공급(S)

(Supply)

FS1xx 고압가스 판매시설

연소기(B)(Burners)

AB1xx 보일러류 FS2xx LP가스 판매시설

AB2xx 히터류 FS3xx LP가스 집단공급시설

AB3xx 렌지류 FS4xx 도시가스 도매 공급시설

AB9xx 기타 연소기류 FS5xx 도시가스 일반 공급시설

용기(C)(Contain

ers)

AC1xx 탱크류

저장·사용(U)

(Use)

FU1xx 고압가스 저장시설

AC2xx 실린더류 FU2xx 고압가스 사용시설

AC3xx 캔류 FU3xx LP가스 저장시설

AC4xx 복합재료 용기류 FU4xx LP가스 사용시설

AC9xx 기타 용기류

FU5xx 도시가스 사용시설일반(G)(General)

공통(C)(Common)

GC1xx 기본사항

GC2xx 공통사항