관(Pipe) 개요

관(Pipe)은 공정 유체, Utility 유체 등의 각종 유체를 운송하는데 사용하는 원형, 중공의 단면을 가진 재료를 말하고 배관(Piping)과는 구별되어 사용된다

 

 

 

관(Pipe) 개요

 

관의 치수 (SIZE)

 

관의 치수에는 외경(OD)과 내경(ID) 그리고 두께가 있다.

<그림 1> 관의 치수(외경, 내경, 두께)

 

1. 관의 치수 및 호칭 차이

관(Pipe)은 NPS라는 공칭파이프 크기를 사용한다.

이것은 다음 그림 및 표와 같이 실제 내경 및 외경과 다르며, 외경과 같을 수도 있다.

 

<표 1> Schedule 40 pipe의 외경, 내경, 공칭 크기(NPS) 관계 예

Source: https://hardhatengineer.com/

 

 

<그림 2> 공칭파이프 크기(NPS) 비교

 

<그림 3> 4" SCH 80 Pipe Size & Thickness(Source: https://hardhatengineer.com/)

 

 

 

2. 호칭 치수 (NOMINAL SIZE)

PIPE의 크기에 있어서 실제 칫수를 나타내는 곳이 아니라 일반 공칭 규격이며, 주철관, 배관용 강관, 전선관, 스텐레스 강관등은 크기를 호칭 칫수로 나타낸다. 인치(INCH)법에서는 숫자뒤에(B) 또는 (″)로서 표시하며 미터(METER) 법에서는 숫자뒤에 (A)로서 나타낸다.

EX) ; INCH : 4B OR 4″

         METR : 100A

 

3. 외경으로 나타내는 관

외경을 칫수로 나타내는 관은 보일러 및 열교환기용 강관, 동관, 일반 구조용 강관등이 있다. 숫자 뒤에 ㎜ 또는 ø 로써 표시한다.

EX) ; 50㎜ OR 50ø

 

4. 내경으로 나타내는 관

내경을 칫수로 나타내는 관은 연관, 도관, 철근관, PVC등이 있다. 숫자뒤에는 ㎜로써 표시한다.

 

 

강관의 두께에 대한 칫수 체계

관의 칫수 체계는 매우 복잡한 편이다. 두께에 대해서는 장치가 복잡하고 규모가 대형인 선박이나 플랜트의 경우 적당한 PIPE 두께를 선정하는 작업은 대단히 복잡하다. 그래서 두께의 계열화는 작업의 간소화 및 재료의 STOCK 관점에서 크게 도움이 된다.

 

1. 스케줄계 (SCHEDULE 계)

두께의 계열화는 1938년 ANSI가 스케줄 번호 방식으로 발표했으며, 이 방식은 부식 여유관의 나사 절삭 여유 및 관 두께에 대한 제조 허용차등을 고려하여 두께를 산출하는 공식으로 다음과 같다,

 

여기서 T = 관의 두께 (㎜)

           S = 허용 응력 (㎏/㎟)

           P = 사용 압력 ((㎏/㎟)

           D = 관의 외경 (㎜)

 

위의 공식을 기초로 하여 SCH. NO. 별로 각 PIPE 칫수에 따라 두께를 정해놓았다. 스케줄 번호 방식에 의한 SCH. 번호는 사용압력에 비례하고, 허용 응력에 반비례 해서 얻어지는 숫자의 10배에 해당되어 다음과 같은 식으로 표현된다.

 

 

사용 압력 및 허용 응력에 의해 관의 두께를 선정할때의 기준을 얻을수 있음과 제조 과정에서의 칫수 체계에 편리를 가져다 준다.

 

 

예제) 사용압력 65㎏/㎟의 배관에 STPG-38을 사용 할 경우 어떠한 SCH. NO.를 사용해야 하는가?

 

풀이) STPG-38의 PIPE 허용 응력은 38의 1/4이다.

         그러므로 S = 38 * 1/4 = 9.5㎏/㎟

         따라서 SCH. NO. = 10 * 65/9.5 = 69

         결국 SCH. #80을 선정하고 관경은 배관을 흐르는 유량에 따라 필요한 것을 사용하면 된다.

 

2. 웨이트 계 (WEIGHT 계)

이 방식은 PIPE 단위 길이 당의 중량을 기준으로 M.S.S. (MANUFACTURE STANDARDIZATION SOCIETY)가 내놓은 두께 시리즈이며 3종류가 있다.

(1) 표 준 : STD (STANDARD WEIGHT)

(2) 특 별 강 도 : XS (EXTRA STRONG)

(3) 2중 특별강도 : XXS (DOUBLE EXTRA STRONG)

 

 

스케줄 번호 (SCHEDULE NUMBER)

탄소 강관의 SCH. 번호는 10-160까지 10등분으로 나뉘며, 스텐레스 강관은 그 인장 강도가 다른 일반 탄소 강관에 비교하여 대단히 크므로, 동일 SCH. 번호의 두께에서는 여유가 너무 많아 비 경제적으로 동일 SCH. 번호라도 약간 얇게한 다른 시리즈를 만들어 SCH. 번호뒤에 S를 붙여 구별하였다.

 

<표 2> SCH. 번호

SCH. 계	SCH. NO.
탄소강관 NORMAL SCH.	10,20,30,40,60,80,100,120,140,160
스텐 SCH.	5S,10S,20S,40,80,120,160

 

 

관의 재질별 분류

1. 관을 재질별로 분류하면 다음과 같다.

(1) 강관 (CARBON STEEL PIPE)

(2) 주철관 (CAST IRON PIPE)

(3) 비철 금속관 (NON FERROUS PIPE)

(4) 비금속관

 

2. 강관 (CARBON STEEL PIPE)

2.1 강관의 종류

2.1.1 제조법에 의한 분류

◾ SEAM PIPE

(A) GAS 단접관

철판을 원통형으로 구부리고 서로의 이음부분에 가스를 사용하여 가열 단접한 것이다.

(B) 전기 저항 용접관 (E.R.V)

이음 부분에 전기저항 용접한 것을 말한다.

 

◾ SEAMLESS PIPE : 인발관 (DRAWN PIPE)

열에 달군 강관에 심철을 대고, 로울러로 빼내어 제조한 것이다.

 

2.1.2 부식 방지 방법에 의한 분류

◾ 흑 강관 (BLACK PIPE)

◾ 아연 도금 강관 (GALVANIZED PIPE)

 

등

 

Reference : https://hardhatengineer.com/pipe-class-piping-specifications-pipeend/pipe-schedule-chart-nominal-pipe-sizes/