배관 신축이음

배관 신축이음이란

배관 신축이음은 온도 변화에 따라 팽창하고 수축하는 배관을 흡수하는 장치다.

흡수하지 못하면 관벽에 열응력이 생기고 관·기기·지지장치가 손상된다.

열팽창량 계산

배관이 늘어나는 양은 선팽창계수, 배관 길이, 온도 변화량의 곱으로 정해진다.

강관 30m가 20℃에서 100℃까지 올라가면 28.8mm가 늘어난다.

온도는 ℃로 통일해야 한다. 화씨와 섞어 쓰면 계산이 틀린다.

신축이음의 종류

신축이음은 흡수 원리에 따라 루프형, 벨로즈형, 슬리브형, 스위블 조인트로 나뉜다.

루프형은 구조가 단순하고 신뢰성이 높아 가장 널리 쓰인다.

벨로즈형은 좁은 공간에 적합하지만 주름의 피로 파손을 관리해야 한다.

슬리브형은 미끄럼 저항과 패킹 누설이 있어 고압·고온에서는 사용을 줄이는 추세다.

고정점과 가이드

신축 흡수는 고정점과 가이드를 함께 배치해야 성립한다.

고정점은 배관의 움직임 기점을 정하고, 가이드는 축 방향으로만 움직이게 한다.

두 요소가 없으면 배관이 임의 방향으로 밀려 기기와 지지물에 과도한 응력이 생긴다.

그래서 고정점과 가이드 사이에 신축이음이나 루프를 두어 신축을 흡수한다.

선정 절차

신축이음 선정은 먼저 배관 길이와 온도차로 열팽창량을 구하는 것에서 시작한다.

루프나 스위블로 자연 흡수가 가능하면 그 방식을 먼저 검토한다.

자연 흡수가 어려우면 벨로즈형이나 슬리브형 같은 기구식 이음을 고른다.

마지막으로 고정점과 가이드를 배치해 신축 방향을 정한다.

시험에서 자주 틀리는 점

계산에서 자주 틀리는 것은 온도차를 섭씨와 화씨로 섞어 쓰는 것이다.

루프, 스위블 조인트, 신축이음의 역할을 섞어 쓰는 것도 실수다.

벨로즈 이음 뒤에 고정점을 빠뜨리면 이음이 설계 변위를 넘는다.

그럼 직접 풀어 보자.

정답과 정리

정답은 48mm다. 0.048m를 mm로 바꾸면 된다.

정리하면 배관 신축은 열팽창을 흡수해 관벽 응력과 기기 손상을 막는 것이다.

흡수 방식은 루프·스위블과 벨로즈·슬리브로 나뉘고, 고정점과 가이드로 방향을 정한다.