[플랜트 배관재 톺아보기] 아주 매우 너무나 기초 -1
파이프(Pipe)란?
지난주에 말씀드린 것처럼, [배관재 톺아보기] 시리즈는 “배경 지식이나 경험이 없는, 플랜트 자재를 처음 접하는 분들도, 쉽게 이해할 수 있는” 글로 이어 나갈 예정입니다. 그래서 오늘 전해 드리는 글은 배관재와 연관된 일을 하시는 분들 입장에서는 읽을 가치가 없는 글일 수도 (그래도 읽어 주시면 안 될까요..) 있습니다.
배관재를 처음 접하는 분들을 위해, 파이프, 피팅, 플랜지의 정의와 가장 기본적인 내용을 먼저 전달드리려고 하는데, 오늘은 파이프의 아주 매우 너무나 기초적인 내용부터 쉽게 풀어보겠습니다.
파이프(Pipe)란?
파이프(Pipe)의 사전적 의미는 ‘일반적으로 금속 또는 플라스틱으로 만들어진 액체나 가스가 통과할 수 있는 길고 둥글며 속이 빈 물체’ (A pipe is a long, round, hollow object, usually made of metal or plastic, through which a liquid or gas can flow)로 액체나 기체 외에도 입자가 고운 분말을 배관으로 이송하기도 합니다.
플랜트 산업에서는 같은 형태를 지닌 튜브(Tube)와 파이프를 구분해서 사용하고 있는데, 파이프는 액체나 기체 등의 유체를 이송하는 것이 목적이지만 튜브는 파이프보다 직경이 작고 두께가 얇은 특성을 이용해서 보일러나 과열기, 열교환기 등에서 열을 교환하는 목적으로 사용됩니다. (튜브는 질소나 공기로 구동되는 계장품에 공기를 공급하는 목적으로 사용되기도 합니다)
Seamless Pipe vs. Welded Pipe
다음 주에 전달 드릴 플랜지나 피팅도 마찬가지이지만, 파이프는 ASME, JIS, DIN 등 표준규격, 셀 수 없이 많은 재질, 사용 용도에 따라서 매우 다양하게 종류를 구분할 수 있습니다. 모든 종류를 전부 언급하면 (안 읽으시겠죠) 내용이 너무 길어져서, 파이프의 일반적인 두 가지 분류, 무계목강관 (Seamless Pipe, 글 쓰면서 심리스 파이프를 ‘무계목강관’이라고 부르는 것을 처음 알았습니다. 심리스는 심리스..)과 용접 강관(Welded Pipe)을 비교해서 말씀드리겠습니다.
철판을 스크류바처럼 나선형으로 말아서 용접하여 만드는 spiral welded pipe. 직접 본 적은 없습니다Seamless의 seam을 사전에서 찾아보면 ‘이음매’라는 의미인데, ‘~이 없는’의 의미를 가진 접미사 -less와 붙어서 ‘이음매가 없는’이라는 뜻이 됩니다. 그러니까, 용접에 의한 이음매가 없는 파이프는 모두 심리스 파이프라고 보시면 될 것 같습니다. 그리고, 용접 강관은 띠처럼 생긴 강판을 롤을 이용해서 관 모양으로 만들고 구부러져서 맞닿은 철판을 용접해서 제조하는 관을 말합니다.
welded pipe를 만드는 방법의 간략한 그림훑고 지나가는 Welded Pipe 제조 방법
다양한 용접 방법으로 파이프를 제조할 수 있는데, 가장 자주 쓰이는 몇 가지 용접 방법만 훑어보겠습니다.
ERW (Electric Resistance Welding) PIPE: 용접봉 등의 용가재를 사용하지 않고, 전기 저항에 의해 발생된 열원으로 용접해서 제조하는 가장 일반적인 방법입니다.
EFW (Electric Fusion Welding) PIPE : 접합하려는 부분을 가열하여 녹이거나 반쯤 녹인 상태로 용접봉 없이 접합하거나, 용접봉이나 용접 와이어 같은 용가재(filler metal)를 같이 녹여서 접합하는 방법입니다.
체격이 비슷해야 퓨전이 가능했듯이, 녹는점이 같거나 비슷한 금속재료만 Fusion welding이 가능합니다SAW (Submerged-Arc welded) PIPE: 잠호용접, 반자동 용접이라고도 부르는데, 아크를 발생시켜서 용접하는 방법입니다. 외부에서 불꽃이 보이지 않기 때문에 ‘잠호’ 용접이라고 부른다고 합니다.
Seamless Pipe를 제조하는 방법은?
심리스 파이프의 어려운 말 정의는 “열간가공으로 인발 고정을 통해 제조되는 인발강관”입니다.
어려운 말을 쉽게 풀어서 정리하면, “금속의 성질 변화 없이 쉽게 가공할 수 있는 일정 온도 이상으로 온도를 올리고(열간가공), 파이프를 뽑아낼 수 있는 특정한 틀을 통과시키면서 잡아당겨서 뽑아내는 (인발) 방법으로 만드는 강철 파이프 (강관)”
Seamless Pipe를 만드는 데 쓰이는 환봉(round bar)더 쉽게 제조 방법을 이해할 수 있는 방법은 동영상인 것 같습니다. 아래 유튜브 영상에 환봉에 열을 가하는 과정부터, 구멍을 뚫어서 파이프의 형태를 만들고, 두께를 조절하고, 빠르게 냉각시켜서 고온에 의해 파이프의 특성이 변형되는 것을 막는 과정이 잘 표현되어 있습니다.
유튜브 영상: Seamless Pipe Manufacturing
스펙을 읽어봅니다.
흔히 볼 수 있는 자재 리스트에는 일반적으로 아래와 같이 파이프 스펙이 기록되어 있습니다.
풀어서 읽어보면,
심리스(Seamless) 파이프이고,
Material Grade는 파이프에 사용된 재질 등급을 의미하는데, API5L X52 스펙을 충족시키는 재질이라는 의미로 해양공사에 주로 쓰이는 재질입니다. (재질과 관련된 내용은 자세하게 다시 다루어 보겠습니다)
Size에 기록된 파이프의 크기는 북미 표준인 NPS(Nominal Pipe Size)에 따라 파이프의 외경을 인치(inch)로 표시합니다.
SCH는 파이프의 두께를 나타내는 단위로 SCH 뒤의 숫자가 커질수록 두꺼운 파이프를 의미합니다.
END는 파이프의 끝 부분이 어떻게 생겼는지를 말해주는데, 평평한 끝은 PE(Plain Ends), 나사산이 있는 끝은 TE(Threaded Ends), 경사진 끝은 BE(Beveled Ends)로 표시합니다.
마지막 CODE는 해당 파이프가 어떤 표준규격으로 만들어졌는지를 나타냅니다.
PIPE, SEAMLESS, API5LX52, 4", SCH 40(STD), PE, API
