JIS/KS 규격의 플랜지 5K부터 40K 압력까지 포스팅을 완료하고 DIN, ASME, ANSI 규격만 남았는데요. 다른 규격관련해 포스팅하기에 앞서 오늘은 동일한 사이즈의 플랜지가 압력이 달라질 경우 어떤 차이점이 발생하는지에 대해 알려드리고자 합니다. 본 포스팅을 시작하기에 앞서 플랜지의 종류부터 특징, 사용처 등에 대해 궁금하시다면 아래 링크부터 확인하시는게 이해에 도움이 되리라 생각합니다.
☞ 배관 플랜지(Flange)의 종류와 특징, 구분방법에 대해 알아보기
동일한 호칭경의 플랜지에도 5K, 10K, 16K 등 압력에 따라 형태나 칫수가 조금씩 달라집니다. 왜 그럴까요? 좀 쉽게 설명하자면 수도꼭지에 물을 트는것으로 비유할 수 있겠네요. 플랜지의 압력차이는 수도꼭지에 물을 살짝 트는것과 세게 트는것의 차이라고 보면됩니다. 수도꼭지에 물을 세게틀면 수도꼭지에 무리가 많이 가겠죠? 그래서 수도꼭지를 보다 강하게 만들 필요가 있는데요. 플랜지도 동일한 이치입니다. 배관파이프에 흐르는 기체 혹은 유체의 압력이 강해질수록 플랜지도 강하게 만들어야합니다. 그런데 플랜지의 사이즈(호칭경)는 체결되는 배관파이프의 호칭경과 동일합니다. 즉 100A 파이프는 100A 플랜지와 결속됩니다. 따라서 플랜지의 내경은 압력이 증가하더라도 변경할수가 없습니다. (아래에서 따로 설명하겠지만, 플랜지 내경이 조금 변경되기도 합니다.) 따라서 압력이 강할수록 플랜지를 튼튼하게 만들기위해 내경을 제외한 다른 부분을 손대야하는데요. 어떻게 변화되는지 아래 사례를 보면서 알려드리겠습니다.
◆ 플랜지(Flange) 호칭경 200A 기준 압력에 따른 칫수변화 [JIS B2220-2004, KSB 1506-2007]
자 위의 표를보시면 5k부터 40k까지 200A 플랜지의 상세규격을 알수있습니다. 앞에서도 설명했듯이 200A 플랜지에는 200A 배관 파이프가 결속되므로 파이프 외경은 변동이 없습니다. 따라서 파이프가 용접되는 부위인 플랜지의 내경도 동일해야하는데, 30K부터 내경이 0.2mm가 늘어났습니다. 왜일까요? 인터넷을 뒤져봐도 관련 내용이 없네요. 다만 추측할수있는것은 압력이 증가함에따라 용접에 더 신경을 써야하기때문에 용접비드를 올리기위해 플랜지 내경도 살짝 커지지않았나 조심스럽게 생각해봅니다. 이부분은 정확하지 않으며, 이 문제로 발생한 일에 대해서는 법적책임을 지지않습니다. 전문가가 있다면 댓글로 답변부탁드리겠습니다. 아무튼 플랜지 내경에는 큰 차이가 없다고 보시면 될 것 같습니다. 그 외에는 플랜지 외경과 두께 칫수가 증가되었네요. 높은 압력에 잘버티기 위한 방안의 하나라 생각하면 될 것 같습니다. 외경이 증가됨에따라 볼트홀 간 거리도 증가되었으며, 볼트도 더 많이 체결되어야하므로 볼트홀 수도 증가되었네요. 볼트도 강한것을 사용하기위해 볼트사이즈가 증가되면서, 플랜지의 볼트홀 크기도 늘어났습니다. 생각해보면 간단한 논리지요?
그리고 SOP, BL, SOH에 대해서는 이전 포스팅에서도 알려드렸는데, SOP는 슬립온 플레이트(Slip-on Plate) 타입으로 플랜지 면이 평평한것을 말합니다. BL은 블라인드(Blind) 플랜지 타입으로 플랜지 내경이 없이 막혀있는것이며, SOH는 슬립온 허브(Slip-on Hub) 타입으로 플랜지면이 허브처럼 살짝 올라와있습니다. 즉 압력이 높아지기위해서 플랜지와 파이프가 닿는 면적, 즉 단면적을 늘리기위해 SOH타입을 사용하게 되는 것이죠. 물론 단가가 오르기때문에 낮은 압력인 5K, 10K에서는 굳이 사용할 필요가 없으므로 SOH 타입이 없다고 생각할 수 있습니다. 반대로 높은 압력인 30K, 40K에서는 단가가 비싸더라도 파이프와 체결력을 향상시키기 위해 SOH타입을 사용해야하며, SOP타입은 사용할 수 없는 것이라고 이해하면 되겠죠?
규격집을 보면서 플랜지를 왜 저런 칫수로 만들었을까?라고 한번이라도 의문을 가지셨다면, 위 내용처럼 이해하는게 도움이 될거라 생각되네요. 이전 포스팅에서도 한번 썼던 내용인데, 마지막으로 정리하고 포스팅을 마치도록 하겠습니다.
◆ 플랜지의 압력에 따른 변화 및 차이점
1. 압력에 상관없이 용접되는 배관 파이프의 외경과 플랜지의 내경은 동일(물론 예외는 있음)
2. 압력이 증가할수록 플랜지의 외경과 두께도 증가
3. 압력이 증가할수록 볼트홀의 크기 및 볼트수량과 사이즈가 증가
4. 압력이 증가할수록 플랜지의 무게도 증가.(두께와 외경이 증가되므로 당연함)
5. 30K 압력부터 슬립온 플랜지는 모두 허브타입(Hub Type) 즉 SOH만 제작됨
이상으로 동일한 규격의 플랜지가 압력차에 따라 어떤 변화가 생기는지에 대해 알아보았습니다. 제가 플랜지회사에 다니는게 아니라 정확하다고는 볼수없지만, 배관 관련 회사에 입사한 신입사원들이 쉽게 이해할 수 있을 정도라고는 생각되네요. 다음 포스팅부터는 ASME, DIN, ANSI 플랜지 규격입니다. 아래 카테고리 다른글에서 확인해주세요.
