플랜지 파이프 피팅과 유니온 파이프 피팅: 시스템에 적합한 연결을 선택하는 방법

모든 산업용 배관 시스템에서 모든 연결 지점의 무결성이 전체 네트워크의 안전성과 효율성을 결정합니다. 엔지니어와 계약자가 사용할 수 있는 다양한 연결 방법 중에서 플랜지형 파이프 피팅과 파이프 피팅의 유니온은 가장 널리 지정된 두 가지 솔루션으로 두드러집니다. 각각은 고유한 기능적 목적을 수행하며 작동 방식, 탁월한 위치, 올바르게 선택하는 방법을 이해하는 것은 석유 및 가스에서 수처리 및 화학 처리에 이르기까지 다양한 산업 전반에 걸쳐 신뢰할 수 있는 파이프라인 시스템을 설계하는 데 필수적입니다.

플랜지 파이프 피팅이란?

플랜지 파이프 피팅 파이프, 밸브, 펌프 및 장비를 함께 연결하기 위해 돌출된 평평한 테두리(플랜지)를 사용하는 기계 구성 요소입니다. 두 개의 결합 플랜지는 볼트와 면 사이에 배치된 개스킷을 사용하여 함께 그려져 밀봉된 내압 조인트를 만듭니다. 이 볼트 조립품은 파이프 끝 부분을 손상시키지 않고 여러 번 분해 및 재조립할 수 있으므로 검사, 청소 또는 장비 교체를 위해 정기적인 접근이 필요한 모든 곳에서 플랜지 연결을 선호합니다.

플랜지 피팅의 설계는 적용 분야의 특정 압력, 온도 및 유체 특성을 수용해야 합니다. 플랜지 면은 정확한 공차로 가공되어 개스킷이 볼트 하중 하에서 균일하게 압축되어 열 순환 및 기계적 진동에서도 누출을 방지합니다. 레이즈드 페이스, 플랫 페이스, 링형 조인트, 텅 앤 그루브 등 다양한 페이스 유형은 사용 조건과 사용된 개스킷 재료에 따라 선택됩니다.

플랜지 파이프 피팅의 일반적인 유형

플랜지형 파이프 피팅은 다양한 연결 형상 및 설치 요구 사항을 충족하기 위해 광범위한 구성으로 제공됩니다. 가장 자주 지정되는 유형은 다음과 같습니다.

• 용접 목 플랜지: 파이프에 맞대기 용접된 긴 테이퍼형 허브가 특징입니다. 점진적인 전환은 응력을 고르게 분산시키며 이 유형은 피로 저항이 중요한 고압 및 고온 서비스에 이상적입니다.
• 슬립온 플랜지: 파이프 위로 미끄러져 들어가 내부와 외부 모두 필렛 용접됩니다. 설치 중 정렬이 더 쉽고 웰드 넥 유형보다 비용이 저렴하므로 중간 압력 응용 분야에 적합합니다.
• 블라인드 플랜지: 파이프나 노즐의 끝을 막는 데 사용되는 단단한 디스크입니다. 일반적으로 테스트 또는 향후 확장을 위해 시스템 섹션을 격리하는 데 사용됩니다.
• 소켓 용접 플랜지: 용접하기 전에 매립형 소켓에 파이프를 넣습니다. 이는 매끄러운 보어를 제공하며 일반적으로 더 작은 직경의 고압 시스템에 사용됩니다.
• 스레드 플랜지: 내부 나사산을 통해 파이프에 연결하므로 용접이 필요하지 않습니다. 특정 위험 또는 인화성 환경과 같이 용접이 불가능하거나 금지된 곳에서 사용됩니다.
• 랩 조인트 플랜지: 스터브 끝과 함께 사용되며 파이프 주위를 자유롭게 회전하도록 설계되어 빈번한 분해가 필요한 시스템에서 볼트 구멍 정렬을 단순화합니다.

재료 및 압력 등급

플랜지형 파이프 피팅의 재료 선택은 작동 환경, 전달되는 유체 또는 가스, 시스템의 기계적 요구 사항에 따라 결정됩니다. 가장 일반적인 재료에는 탄소강, 스테인리스강, 합금강이 포함되며 각각 고유한 성능 특성을 제공합니다.

플랜지형 파이프 피팅의 압력 등급은 ASME B16.5 및 ASME B16.47에 따라 표준화되어 7가지 압력 등급(150, 300, 400, 600, 900, 1500 및 2500)을 포괄합니다. 각 등급은 특정 재료 그룹에 대해 주어진 온도에서 최대 허용 작동 압력을 정의합니다. 올바른 압력 등급을 선택하는 것은 단순히 시스템의 작동 압력을 일치시키는 문제가 아닙니다. 엔지니어는 설치 서비스 수명 전반에 걸쳐 적절한 안전 여유를 보장하기 위해 압력 서지, 온도 감소 및 향후 작동 변화를 고려해야 합니다.

파이프 피팅의 결합 이해

플랜지 연결이 대구경 및 고압 응용 분야를 지배하는 반면, 파이프 피팅의 유니온은 전체 플랜지 어셈블리의 공간이나 비용 오버헤드 없이 자주 분해가 필요한 소직경 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 유니온 피팅은 세 부분으로 구성됩니다. 즉, 파이프 끝단에 영구적으로 부착되는 두 개의 끝 커넥터와 두 개의 커넥터를 함께 당겨 밀봉된 조인트를 형성하는 중앙 너트입니다.

파이프 피팅 유니온의 가장 큰 장점은 나머지 배관을 방해하지 않고 몇 초 만에 전체 연결을 끊고 다시 만들 수 있다는 것입니다. 이는 펌프, 계량기, 여과기 및 기타 인라인 장비를 서비스를 위해 정기적으로 제거해야 하는 유지 관리 집약적인 시스템에서 매우 중요합니다. 조립을 위해 파이프 자체를 회전시켜야 하는 커플링이나 나사식 조인트와는 달리, 유니온을 사용하면 중앙 너트를 조임으로써 두 개의 고정 파이프 끝단을 간단히 연결할 수 있습니다. 이는 혼잡한 기계 공간에서 실질적인 이점을 제공합니다.

유니온 피팅의 종류

유니온 피팅은 다양한 연결 방법 및 재질에 맞게 여러 구성으로 제조됩니다.

• 스레드 유니언: 끝 커넥터가 파이프에 나사산으로 연결되는 가장 일반적인 유형입니다. 물 공급, 압축 공기 및 저압 유체 시스템에 널리 사용됩니다.
• 소켓 용접 조합: 엔드 커넥터는 고압 및 온도 적용을 위해 파이프에 용접되는 동시에 유니온 너트를 통해 조인트 자체를 분리할 수 있습니다.
• 맞대기 용접 조합: 각 끝의 완전 관통 용접이 최대 접합 무결성을 제공하는 고순도 또는 고압 시스템에 사용됩니다.

유니온 피팅 내의 밀봉 표면은 일반적으로 연삭된 금속 대 금속 시트이거나 유체 및 압력 등급에 따라 PTFE, 고무 또는 기타 개스킷 재료를 사용하는 부드러운 시트입니다. PTFE 시트가 있는 스테인리스 스틸 유니온 피팅은 화학 및 제약 응용 분야의 표준인 반면, 황동 또는 탄소강 나사형 유니온은 유틸리티 서비스 및 HVAC 시스템에서 일반적입니다.

플랜지 피팅과 유니온 피팅: 올바른 연결 선택

플랜지형 파이프 피팅과 파이프 피팅의 유니온은 모두 분리 가능한 연결이지만 서로 다른 작동 규모와 조건을 제공합니다. 파이프 직경, 압력 등급, 유지 관리 빈도 및 사용 가능한 설치 공간을 기준으로 선택해야 합니다.

• DN50(2인치) 이상의 파이프 직경과 150 이상의 압력 등급의 경우 플랜지 연결이 우수한 하중 분산과 잘 확립된 누출 테스트 프로토콜로 인해 거의 보편적으로 선호됩니다.
• 더 작은 직경의 유틸리티 및 프로세스 라인의 경우, 특히 공간 제약으로 인해 볼트 체결식 플랜지가 실용적이지 않은 경우 파이프 피팅의 유니온은 훨씬 더 컴팩트한 형태로 동일한 유지 관리 이점을 제공합니다.
• 공장 폐쇄 중에 파이프라인을 완전히 분해해야 하는 시스템에서 유니온을 사용하면 섹션을 빠르게 분해하여 유지 관리 중단 시간을 크게 줄일 수 있습니다.
• 장기적인 내부식성 또는 고온 성능이 중요한 경우, 합금 또는 스테인리스강의 플랜지형 파이프 피팅은 추적 가능한 재료 인증을 통해 보다 엔지니어링된 솔루션을 제공합니다.

품질 표준 및 설치 고려 사항

중요한 응용 분야에 사용되는 플랜지형 파이프 피팅과 파이프 피팅의 유니온 모두에 대해 정밀 엔지니어링과 국제 표준 준수는 타협할 수 없습니다. 플랜지 피팅은 ASME B16.5, EN 1092-1 및 DIN 2501을 포함한 표준에 따라 제조 및 테스트되었으며, 유니온 피팅은 소켓 용접 및 나사산 유형에 대해 ASME B16.11을 따릅니다. 압력 테스트 및 치수 검사 보고서와 결합된 ASTM 또는 EN 표준에 대한 재료 인증은 규제 산업에 필요한 추적성을 제공합니다.

설치하는 동안 플랜지 볼트 조임은 가스켓 압축이 균일하도록 교차 패턴 순서를 따라야 합니다. 토크 값은 추정이 아닌 볼트 재질, 개스킷 유형 및 목표 볼트 응력을 기준으로 계산해야 합니다. 유니온 피팅의 경우 유니온 너트를 너무 세게 조이면 시트 표면이 손상되어 누출이 발생할 수 있고, 너무 적게 조이면 밀봉력이 부족해질 수 있습니다. 두 연결 유형 모두 조립 전 결합 표면이 깨끗하고 손상되지 않았으며 치수가 올바른지 확인하기 위해 설치 전 검사를 통해 이점을 얻을 수 있습니다. 처음부터 올바른 설치 방법에 투자하면 현장에서 나타나는 대부분의 조기 연결 실패를 제거할 수 있습니다.