상수도 신축이음관

정의와 핵심 키워드

상수도 신축이음관은 관로의 신축과 굴곡을 흡수하면서 수밀성을 유지하는 이음 장치다.

관은 온도가 오르면 늘고 내리면 줄어든다. 신축이음관은 그 늘어날 자리를 만들어 준다.

시험에서는 열팽창, 열응력, 수밀성을 함께 묶어 설명해야 한다.

신축량 계산

관의 길이 변화는 ΔL = α·L·ΔT로 구한다. α는 선팽창계수다.

예를 들어 길이 100m 관이 20℃에서 최고 60℃까지 올라가면 ΔT는 40℃다.

대입하면 ΔL은 0.048m, 즉 48mm가 늘어난다. 이 변위를 흡수하지 못하면 관체에 큰 응력이 걸린다.

이 값을 문제로 확인해 보자.

신축이음관의 형식

앞 문제의 정답은 48mm다. 이 변위를 흡수하는 장치가 신축이음관이다.

신축이음관은 흡수하는 변위에 따라 여러 형식으로 나뉜다.

벨로즈형은 축방향, 굴곡, 횡방향 변위를 흡수한다. 다만 내압과 피로에 약하다.

슬리브형은 구조가 단순하지만 축방향 변위만 흡수한다.

고무 가요형은 지진·침하 구간에 쓰고, 볼조인트형은 굴곡 변위에 강하다.

형식은 흡수해야 할 변위량과 내압, 설치 공간을 함께 보고 고른다.

신축이음관과 앵커블록

첫 번째 실수는 신축이음관과 앵커블록을 같은 개념으로 쓰는 것이다.

신축이음관은 관의 이동을 허용하고, 앵커블록은 이동을 제한한다.

두 장치는 보완 관계다. 역할을 혼동하면 이음관이 있어도 추력이 관로에 전달된다.

이동을 막는지 허용하는지 먼저 구분해서 쓰는 것이 채점에 유리하다.

관종별 고려사항

앞 문제의 정답은 제한이다. 앵커블록은 관의 이동을 막는다.

시험에서는 관종별 고려사항을 묻는 경우가 많다. 기출에서도 관종별 신축이음 고려사항을 물었다.

강관은 용접 또는 플랜지 접합 구간에 벨로즈형이나 가요관을 쓴다.

주철관과 덕타일주철관은 소켓 접합의 여유 변위와 슬리브형을 함께 쓰는 경우가 많다.

관종마다 접합 방식이 달라 흡수 방법을 구분해서 쓰는 것이 유리하다.

정리

신축이음관은 온도 변화와 지반 변위에 따른 관로 변위를 흡수한다.

신축량은 선팽창계수, 관 길이, 온도차의 곱으로 구하고 형식은 변위량에 맞춰 고른다.

앵커블록은 이동을 제한하므로 신축이음관과 함께 설계해야 한다.