배관설계서 작성의 기본 요소

▣ 관의 호칭 및  Schedule

스케줄(Schedule)

– 파이프 두께의 계열화는 1938년 ANSI가 스케줄 방식으로 발표

– 부식여유 및 나사 절삭여유, 두께공차 등 고려하여 제정

– 두께 산출 공식에 기초하여 SCH. No.를 정하고 Pipe 치수에 따라 두께를 정함

– 스케줄에 의한 No.는 사용압에 비례하며, 허용응력에 반비례한 숫자의 10배에 해당

– 사용압력 및 허용응력에 의해 관의 두께를 선정할 때 기준을 얻을 수 있기에 제조 과정에서 치수 체계에 편리함을 줌

– Ex, 사용압력 65 kg/mm2의 배관에 STPG-38을 사용 할 경우 어떠한 SCH. No.를 사용해야 하는가?

▣ 배관의 종류

– 제조법에 의한 분류

• SEAMING PIPE : 이음부에 전기저항 용접을 시행한 것
• SEAMLESS PIPE : 인발가공(DRAWN PIPE)으로 제조한 것

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– 부식 방지 방법에 의한 분류

• 흑관
• 아연도금관(Galvanized Pipe)

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– 관의 중량 계산식

▣ 배관의 설계압력 및 온도

– 배관의 설계 압력 : 미국의 압력배관 ANSI B31.1 “Power Piping” 또는 국내규정 및 ANSI B31.1과 같이 외국규정 사양에 대하여 널리 알려져 있는 사양에 따라 설계

– 최대 설계속도 : 모든 배관을 통과하는 유체의 최대 설계속도는 수격작용, 부식 및 관로에 있어서의 유체 압력 강화 고려

– 사용되는 호칭경 : 부품에 사용되는 호칭경(Norminal Diameter)은 최소 3/4인치로 함. 단, 2인치 이하의 Vent 및 Drain 등의 최소 호칭경은 1/2인치로 함

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▣  배관의 설계압력 및 온도

– 라인 설계압력 : 완전 개방시 배관을 보호하기 위한 기계적인 장치의 적용 압력과 같게 함

– 펌프방출관 : 주변 온도 하에서 펌프압력의 1.2배에 해당되는 압력을 설계압력으로 함

– 라이브스팀(Live Steam) : 보일러 설계압력을 열교환기 주 차단밸브의 입구까지를 관의 설계압력으로 함

– 열 수송관 : 일시적인 압력변화(수격현상 등이) 있는 동안 도달된 압력을 포함한 최대 운전압력의 1.2배로 함

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▣  배관의 설계압력 및 온도

– 배관의 설계 온도는 관련된 관로에서 발생할 수 있는 최고 온도와 동일한 온도를 설계온도로 정함

– 열 교환기 통과 유체의 경우의 설계온도는 열 교환기에서 방출된느 최고 온도와 동일

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▣ 배관의 설계유속

– 설계 유속은 라인의 최대 허용 압력손실을 고려하여 적용

– 특별한 제한이 없는 경우 일반적인 설계적용 유속

▣ Pipe Sizing

– 최적합 구경 결정은 운전비와 투자비 합계의 최소치로 진행

– 배관의 사이징 결정은 공사시점의 재료비, 인건비, 동력비 등의 요소가 포함되어 계산이 복잡해지고 시간이 과다하게 소요

– 현업에서의 관례나 경험식 등을 이용하여 비교적 빠른 시간내에 적절한 배관 크기를 결정하는 것이 일반적

– 이 경우는 1상류이며, 2상류의 경우 각상을 따로 계산하고 더 큰 배관구경 선택

– 어느 경우에도 전상류(Plug Flow)와 맥상류(Slug Flow)가 형성되어서는 안된다는 조건이 있음

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▣ 배관의 보온두께 계산

– 보온재 두께는 ASME 규정 또는 KS F2803규정에 의거하여 결정

– 단열두께 계산에 사용되는 기본조건은 아래와 같음