배관종류 및 구비조건에 대하여 기술하시오.

배관종류 및 구비조건에 대하여 기술하시오.

1)배관의 종류
배관의 재료에는 사용압력, 사용장소등에 따라 강관 , 스텐레스강, 동관, 폴리에틸렌피복강관, 폴리에틸렌관등 사용 가능한 재료에 대하여 가스관계법에서는 규정하고 있다. 즉 배관의 재료에는 사용압력의 구분에 따라 동등 이상의 기계적 성질을 가지는 것을 사용하여야 한다.

(1)강관의 종류
-압력배관용 탄소강관 (SPPS)
  350℃이하의 온도에서 압력이 10∼100kg/㎠까지의 배관에 사용.

-고압배관용 탄소강관 (SPPH)
350℃ 이하의 온도에서 압력 100kg/㎠이상의 배관에 사용.

-고온배관용 탄소강관 (SPHT)
350℃ 이상의 온도에서 사용.

-배관용 합금용 강관 (SPA)
주로 고온도의 배관에 사용.

-연료가스용탄소강관 (SPPG)   *KSD3631
최고사용압력이 10kg/㎠ 미만의 압력에 사용.

-배관용아크용접탄소강관 (SPW)
사용압력이 10kg/㎠ 이하의 비교적 낮은 압력에 사용.

-저온배관용강관 (SPLT)
빙점이하의 특히 저온도 배관에 사용.


*탄소강이란
  제련과정에서 탈탄소가 충분한 림드강, 약간불충분한 세미킬드강, Al 또는  Mn 등을 첨가하여 충분히 탈탄산 시킨 킬드강이 있다. 킬드강은 불순물이 적고 저온 인성이 좋으며,Al을 첨가하여 탈산한 아르미킬드강은 인성은 좋으나 고온 강도는 낮다.
10kg/㎠ 이하의 저압에는 림드강을 사용하고 10kg/㎠ ∼ 100kg/㎠미만의 압력에는 세미킬드강,100kg/㎠ 이상에는 킬드강을 사용한다.

*스케쥴 번호
강관의 내 압력을 스케쥴(SCH No)로 표시하며 번호가 클수록 관 두께가 커지고 그에 따라 내압 성능이 커지게 된다.

                      P
SCH = 10  x  ------
                      S

여기서  P : 설계압력(kg/㎠)
            S : 재료의 허용응력(kg/㎟)
    

(2)동 및 동합금
  동 및 동합금은 건축물내의 저압배관에 주로 사용하는 배관으로서 물, 해수, 토양등에 내식성은 강하나 암모니아 및 황화수소등의 황화합물에는 내식성이 다소 떨어진다. 일반 배관에는 인탈산동관을 사용하고 질별로 분류하면 연질, 반연질, 반경질, 경질로 구분할 수 있다.
  동관은 두께에 따라 가장 두꺼운 순서로는 K-type, L-type, M-type으로 구분한다.

(3)스텐레스강
스텐레스강은 용도에 따라 오오스테나이트계, 페라이트계, 마르텐사이트계등으로 분류하며 저온 및 고온에 사용한다.

-오오스테나이트계
18Cr - 9Ni 오스테나이트계 스텐레스강의 기본형으로 SUS304이며,18Cr-8Ni은 SUS 304L이며 입계부식 균열저항을 개선한 강재이다.
23Cr-20Ni는 SUS309가 해당되며 고온장치용으로 많이 사용된다.

-페라이트계
13Cr형은 SUS405가 해당되며 부식환경이 심하지 않은 경우에 사용된다.
17Cr형은 SUS430이 해당되며 고온(900℃)가열로 결정립 조대화가 일어나며 취화되는 고온취성이 있다.

-마르텐사이트계
12Cr형으로 SUS410이 해당된다.


(4)폴리에틸렌 피복강관
폴리에틸렌 피복강관은 원관에 폴리에틸렌을 피복한 것을 말하며 지하매설배관으로 사용하며 종류로는 크게 압출식과 융착식으로 나눌 수 있다.

-폴리에틸렌피복강관 (KSD3589)
지하매설용배관으로서 원관을 예열하고 일정 속도로 회전시키면서 접착성 수지와 폴리에틸렌 시트를 압출 피복한 것이다.


-분말융착식 폴리에틸렌 피복강관 (KSD3607)
  분말융착피복법은 유동침적법이라고도 하며 플라스틱 코팅법이고 소구경의 배관이나 엘보, 이형관의 피복에 적당하며 지하매설배관으로 사용한다.


-폴리에틸렌관 (KSM3514)
고순도의 에틸렌을 중합반응시켜 생성되는 폴리에틸렌을 압출성형에 의해 제조하며, 배관 재료로서는 내식성, 유연성이 뛰어난 중밀도 폴리에틸렌이 많이 사용되고 있다.

(폴리에틸렌관의 장점)
.기밀유지성 : 열 융착 방법으로 모재를 용융 접합하므로 접합이 용이하고, 누출의 염려가 없다.
.안정성 : 내화학성, 내충격성, 내한성, 유연성이 뛰어나므로 물리적 . 화학적 침해에 대하여 안전성이 있다.
.유지관리 : 시공이 용이하고 유연하므로 분기 작업시 스퀴즈오프를 이용하여 가스차단을 하므로 가스 중단을 최소화 할 수 있다.
.경제성 : 부식이 염려가 없고 수명이 강관에 비교하여 길어 경제적이다.
.유동성 : 유체의 흐름에 대한 저항이 적으므로 관내의 압력손실이 적다.

(폴리에틸렌관의 단점)
.자외선 침해 : 자외선에 약하므로 장시간 노출시켜서는 않된다.
.내열성 : 내열성에 약하므로 열에 의한 재질의 변형을 가져올 수 있다.
.외압강도 : 외압강도가 강관보다 적으므로 외압이 우려되는 곳에는 강관등으로 보호 할 필요가 있다.
.관의 탐지 : 매설관의 탐지가 어려워 로케팅와이어를 설치하여야 한다.

(폴리에틸렌관의 단점 보완대책)
.자외선 침해방지 : 자외선에 의해 침해를 받으므로 지하매몰관으로 사용하는 것을 원칙으로 한다.
.열원과의 근접배제 : 내열성이 약하므로 열원과 근접하는 배관을 피하도록 한다.
.허용외압 범위내 적용 : 허용외압 범위를 벗어나는 경우 보호관을 씌우거나 외압보강을 시키도록 한다.
.로케이팅와이어 부설 : 배관탐지시 일반적으로 주파수 탐지기 및 금속탐지기를 사용하므로 관상단에 로케이팅와이어를 부설하여 관 탐지가 쉽도록 한다.


2)배관재료의 구비조건
-배관내의 가스 흐름이 원활한 것일 것.
-내부의 가스압력과 외부의 하중에 견디는 강도일 것.
-토양, 지하수등에 대하여 내식성이 있을 것.
-배관의 접합이 용이하고 완전하게 가스의 누출을 방지할 수 있을 것.
-절단, 구멍 뚫기등 가공이 용이할 것.
-운반이 용이할 것.
-가격이 비교적 싸고 시장성이 좋을 것 .
-유지관리비가 비교적 저렴할 것.