728x90
배관은 어디에서나 볼 수 있습니다. 플랜트뿐 아니라, 주택, 건물 등에서도 항상 볼 수 있습니다. 모든 공학의 기본이라고 볼 수 있습니다. 강관, 스테인리스 배관, 합금강 등 많은 재질이 사용되는데, 각 배관별 재질의 특징에 대해 알아보도록 하겠습니다.
배관의 종류
널리 알려진 배관의 대표적인 종류는 아래와 같습니다.
- Carbon Pipe
- Alloy Pipe
- Stainless Pipe
- GRP
- HDPE
배관 합금 재료 특성
합금 재료별 특성에 대해 알아보도록 하겠습니다.
Carbon (C)
- C함량이 증가함에 따라 강의 강도 증가
- 연성, 단조성, 용접성 및 가공성은 감소
Chromium(Cr)
- 내열성, 내식성, 내마모성 증가
- Cr 함량이 증가할수록 용접성 감소
- 1% 증가 시 80~100N/mm2 인장강소 증가
Manganese(Mn)
- 강의 강도, 경도, 점성을 증가
- 탈산 작용을 통해, 강의 유동성 증가
- 고온에서 결정의 성장을 제거시키므로, 조직을 치밀하게 함
- 1% 이상이면 주물의 수축이 생김
Molybdenum(Mo)
- 담금성과 크리프 저항성 증가
- 내공식성, 내부식성을 향상하는 합금 원소
Nickel(Ni)
- 강인성, 내식성 증가
- 철의 부식 방지를 위한 도금용 사용
Piping 재질
각 계통에 사용하는 배관 재질은 사용하는 유체의 종류에 따라 설계 압력, 설계 온도 등을 반영하여 작성하는 “배관 재질 등급표에 따르며, 재질 선정 시에 온도 및 특성에 대한 고려사항은 다음과 같습니다.
- 증기, 재열 증기, 급수, 응축수, 용수, 압축공기, 가스 및 연료유 공급 계통 설계 온도를 기준으로 하여 400C 이상의 배관은 고온에서 높은 Creep 강도가 요구되므로 합금강(Alloy Steel)을 사용하며, 400C 미만의 배관은 탄소강(Carbon Steel)을 사용.
- 부식성 유체는 유체의 종류, 유량, 온도 및 압력 등의 조건에 따라 적절한 재료를 선정하여야 하고, 스테인레스강은 부식에 의한 영향을 받는 계통의 배관 재질에 주로 사용.
- 유체의 화학 성분 중 염소이온 등 부식에 심각한 영향을 주는 인자가 포함된 경우는 코팅 및 라이닝 처리된 배관 재질을 사용하거나 비철금속 재질을 사용.
1. Carbon Steel (탄소강)
- 0.15% ~ 0.35% 탄소와 0.25% 이상의 망간 원소 함유
- 탄소, 황, 망간, 인, 실리콘 이외의 다른 합금 원소를 함유하지 않음
2. Alloy Steel (합금강)
- 크롬과 몰리브덴 함유한 강
- 크롬은 강에 고온 강도와 Creep파열에 견디는 성질 부여
- 몰리브덴 강의 강도가 강해지며, 취성에 대한 저항력 증가
3. Stainless Steel (스테인리스강)
- 철에 크롬이 12% 이상 첨가된 합금강으로 일반강에 비해 매우 뛰어난 내식성을 가짐
- 크롬이 12% 이상 첨가되면 표면에 얇은 Cr2O3층 (10 ~ 30μm)이 형성되어 금속 내로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태 피막 형성
- 내식성, 가공성 등의 향상을 위해 Ni, Mo, N 등 합금원소 첨가
4. GRP (Glass fiber Reinforced Plastic)
- 내부식성과 내마모성이 뛰어난 불포화 폴리에스테르 수지를 기반으로 합니다. 모래를 사용하여 강성을 증가시키고, 내압 성능을 위해 유리장섬유로 강화시킨 제품
- 유체가 관 내면 및 외면에 흐를 때 강한 내부식성(폴리에스테르 수지층)을 가지고 있으므로, 내부식성을 향상 시키기 위한 추가적인 라이닝 및 코팅이 필요 없다.
- 비전도성(전기절연체) 재질이므로 Cathodic protection이 필요하지 않다.
- 자재비가 저렴하고 장기수명이 뛰어나며 녹 발생이 없기 때문에 유지관리가 용의하다.
5. HDPE (High Density Polyethylene)
- Steel Pipe의 약 1/7
- 해수에 강함, 내식성 우수
- 융착 공법등을 사용하여 시공이 편리
- 부등침하 등 지형변화에 대한 적응성 우수
- ~ DN2000 : Solid Wall type – 압력관 사용 가능
- DN 2000 초과 : Spiral type – 비압력관 사용 가능
이상으로 가장 많이 쓰이는 배관 재질과 그 특징에 대해 알아보았습니다. 종류는 많지만 용도에 맞게 잘 선정하면 오랫동안 사용가능한 설계를 할 수 있습니다.
728x90
'# 경제 > 산업스터디' 카테고리의 다른 글
임계(Criticality)와 연쇄 반응(Chain Reaction) 알아보기 (0) | 2024.01.15 |
---|---|
방사성 동위원소 알아보기 (0) | 2024.01.15 |
레벨계의 종류와 장단점 (Level Instrument for Plant) (1) | 2024.01.13 |
제4세대 원자로 (Gen-IV) (0) | 2024.01.07 |
컨트롤 밸브 (Control Valve)의 Actuator (0) | 2024.01.06 |
밸브 종류 알아보기 (1) | 2024.01.06 |
우리나라 원자력 발전소 (국내 원전) 현황 (1) | 2023.12.30 |
원자력 및 원자로의 역사 알아보기 (0) | 2023.12.28 |