플랜지란 무엇인가요?
플랜지는 간단히 말해 일반적인 용어로, 여러 개의 고정 구멍이 있는 원반 모양의 금속 부품을 가리킵니다. 다른 부품들을 연결하는 데 사용되며, 기계 분야에서 널리 사용되기 때문에 흔히 플랜지라고 부릅니다. 이 이름은 영어 '플랜지(flange)'에서 유래했습니다. 파이프와 파이프 부품을 연결할 때, 파이프 끝단의 플랜지에 있는 구멍을 나사로 조여 두 플랜지를 단단히 고정합니다. 플랜지 사이에는 가스켓을 사용하여 밀봉합니다.
플랜지는 원반 모양의 부품으로, 파이프라인 엔지니어링에서 가장 흔하게 사용되며, 한 쌍으로 사용됩니다.
플랜지 연결 유형에는 세 가지 구성 요소가 있습니다.
- 파이프 플랜지
- 개스킷
- 볼트 연결
대부분의 경우, 파이프 플랜지 구성 요소와 동일한 재질로 만들어진 특정 개스킷 및 볼트 재질이 있습니다. 가장 일반적인 플랜지는 스테인리스강 플랜지입니다. 반면, 플랜지는 현장 요구 사항에 맞춰 다양한 재질로 제공됩니다. 가장 일반적인 플랜지 재질로는 모넬, 인코넬, 크롬 몰리브덴 등이 있으며, 실제 현장 요구 사항에 따라 선택됩니다. 최적의 재질 선택은 특정 요구 사항을 충족해야 하는 시스템 유형에 따라 달라집니다.
플랜지의 7가지 일반적인 유형
플랜지는 현장 요구 사항에 따라 다양한 유형 중에서 선택할 수 있습니다. 이상적인 플랜지를 설계에 맞추려면 안정적인 작동과 긴 수명을 보장해야 하며, 가장 적합한 가격도 고려해야 합니다.
1. 나사산 플랜지:
플랜지 내부에 나사산이 있는 나사식 플랜지는 피팅 외부에 나사산이 있습니다. 나사식 연결은 모든 경우에 용접을 피하기 위한 것입니다. 주로 설치할 파이프의 나사산과 맞춰서 연결합니다.
2. 소켓 용접 플랜지
이러한 유형의 플랜지는 일반적으로 저온 및 저압 영역의 직경이 작은 파이프에 사용되며, 파이프를 플랜지 내부에 배치하여 단일 또는 다중 경로 필렛 용접으로 연결하는 방식을 채택합니다. 이는 다른 용접 플랜지 유형에 비해 나사산 끝단과 관련된 제약을 없애 설치를 간소화합니다.
3. 겹침 플랜지
겹침 플랜지는 플랜지 연결부를 형성하기 위해 지지 플랜지와 함께 사용되도록 스터브 끝단을 피팅에 맞대기 용접해야 하는 플랜지 유형입니다. 이러한 설계 덕분에 물리적 공간이 제한적이거나, 잦은 분해가 필요하거나, 높은 수준의 유지보수가 요구되는 다양한 시스템에서 널리 사용되고 있습니다.
4. 슬라이딩 플랜지
슬라이딩 플랜지는 매우 흔하게 사용되며, 유량과 처리량이 높은 시스템에 적합하도록 다양한 크기로 제공됩니다. 플랜지를 파이프의 외경에 맞추기만 하면 연결이 매우 간편합니다. 다만, 플랜지를 파이프에 고정하기 위해 양쪽에 필렛 용접을 해야 하므로 설치 과정이 다소 까다롭습니다.
5. 블라인드 플랜지
이러한 종류의 플랜지는 배관 시스템의 마감에 매우 적합합니다. 블라인드 플레이트는 볼트로 고정할 수 있는 빈 원반 모양입니다. 올바르게 설치하고 적절한 개스킷과 결합하면 탁월한 밀봉 효과를 제공하며 필요할 때 쉽게 제거할 수 있습니다.
6. 용접 넥 플랜지
용접 넥 플랜지는 랩 플랜지와 매우 유사하지만 설치 시 맞대기 용접이 필요합니다. 이 시스템의 뛰어난 성능과 여러 번 구부려도 견딜 수 있는 내구성, 고압 및 고온 시스템에서의 사용 가능성 덕분에 공정 배관에 가장 적합한 선택입니다.
7. 특수 플랜지
이 플랜지 유형이 가장 일반적입니다. 하지만 다양한 용도와 환경에 맞춰 사용할 수 있는 다양한 특수 플랜지 유형이 있습니다. 니포 플랜지, 웰도 플랜지, 확장 플랜지, 오리피스, 롱 웰드 넥, 리듀서 플랜지 등 다양한 옵션이 있습니다.
플랜지의 5가지 특수 유형
1. 웰도에프랑게
웰도 플랜지는 맞대기 용접 플랜지와 분기 피팅 연결부가 결합된 형태라는 점에서 니포 플랜지와 매우 유사합니다. 웰도 플랜지는 여러 부품을 용접하여 만드는 것이 아니라, 하나의 견고한 단조강으로 제작됩니다.
2. 니포 플랜지
니포플랜지는 90도 각도로 기울어진 분기관으로, 맞대기 용접 플랜지와 단조 니폴렛을 결합하여 제조한 제품입니다. 니포플랜지는 견고한 단일 단조강으로 제작되지만, 두 개의 서로 다른 제품을 용접하여 만든 것은 아닙니다. 니포플랜지 설치는 배관 작업자가 장비의 니폴렛 부분에 파이프를 연결하기 위해 용접하고, 플랜지 부분을 스터브 파이프 플랜지에 볼트로 고정하는 방식으로 진행됩니다.
니포 플랜지는 탄소강, 고온 및 저온 탄소강, 스테인리스강, 니켈 합금 등 다양한 재질로 제작된다는 점을 알아두는 것이 중요합니다. 니포 플랜지는 대부분 강화 구조로 제작되어 일반 니포 플랜지에 비해 기계적 강도가 뛰어납니다.
3. 엘보플랜지 및 라트로플랜지
엘보플랜지는 플랜지와 엘볼렛의 합성어로, 라트로플랜지는 플랜지와 라트로렛의 합성어로 알려져 있습니다. 엘보플랜지는 파이프를 45도 각도로 분기하는 데 사용됩니다.
4. 회전 링 플랜지
스위블 링 플랜지는 두 플랜지 쌍 사이의 볼트 구멍 정렬을 용이하게 하기 위해 사용되며, 이는 대구경 파이프라인, 해저 또는 해양 파이프라인 설치 및 유사 환경과 같은 다양한 상황에서 매우 유용합니다. 이러한 유형의 플랜지는 석유, 가스, 탄화수소, 물, 화학 물질 및 기타 석유화학 및 수자원 관리 분야의 까다로운 유체에 적합합니다.
대구경 파이프라인의 경우, 파이프 한쪽 끝에는 표준 맞대기 용접 플랜지가, 다른 쪽 끝에는 회전 플랜지가 장착됩니다. 이 회전 플랜지는 파이프라인에서 간단히 회전시켜 볼트 구멍의 정렬을 매우 쉽고 빠르게 맞출 수 있도록 설계되었습니다.
스위블 링 플랜지의 주요 표준으로는 ASME 또는 ANSI, DIN, BS, EN, ISO 등이 있습니다. 석유화학 분야에서 가장 널리 사용되는 표준 중 하나는 ANSI 또는 ASME B16.5 또는 ASME B16.47입니다. 스위블 플랜지는 모든 일반적인 플랜지 표준 형상(예: 용접 넥, 슬립온, 랩 조인트, 소켓 용접 등)으로 제작 가능하며, 모든 재질 등급, 3/8인치에서 60인치에 이르는 다양한 크기, 150에서 2500에 이르는 압력 범위에서 사용할 수 있습니다. 이러한 플랜지는 탄소강, 합금강, 스테인리스강 등으로 쉽게 제작할 수 있습니다.
5. 확장 플랜지
확장 플랜지는 파이프의 특정 지점에서 다른 지점까지의 내경을 늘려 펌프, 압축기, 밸브와 같이 입구 크기가 다른 다른 기계 장비에 파이프를 연결하는 데 사용됩니다.
확장 플랜지는 일반적으로 맞대기 용접 방식으로 제작되며, 플랜지가 없는 쪽 끝에 매우 큰 구멍이 있습니다. 배관 내경을 한두 사이즈에서 최대 4인치까지 늘리는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 유형의 플랜지는 맞대기 용접 감속기와 표준 플랜지를 조합하는 것보다 저렴하고 가볍기 때문에 선호됩니다. 확장 플랜지에 가장 일반적으로 사용되는 재료는 A105 및 ASTM A182 스테인리스강입니다.
확장 플랜지는 ANSI 또는 ASME B16.5 규격에 따라 다양한 압력 등급과 크기로 제공되며, 주로 볼록형(RF) 또는 평면형(FF)으로 제공됩니다. 감압 플랜지는 확장 플랜지와는 정반대의 기능을 하며, 파이프의 내경을 줄이는 데 사용됩니다. 파이프의 내경은 쉽게 줄일 수 있지만, 1~2 사이즈 이상 줄이는 것은 어렵습니다. 이보다 더 줄여야 할 경우에는 맞대기 용접 감압기와 표준 플랜지를 조합하여 사용하는 방법을 고려해야 합니다.
플랜지 크기 및 일반적인 고려 사항
플랜지의 기능적 설계 외에도 크기는 배관 시스템을 설계, 유지 및 업데이트할 때 플랜지 선택에 가장 큰 영향을 미치는 요소입니다. 하지만 플랜지와 파이프 및 사용되는 개스킷과의 접합면을 고려하여 적절한 크기를 선택해야 합니다. 이 외에도 다음과 같은 일반적인 고려 사항이 있습니다.
- 외경: 외경은 플랜지 면의 마주보는 두 모서리 사이의 거리입니다.
- 두께: 두께는 테두리 바깥쪽에서 측정합니다.
- 볼트 원 직경: 이는 볼트 구멍의 중심 간 거리를 측정한 값입니다.
- 파이프 크기: 파이프 크기는 플랜지에 해당하는 크기입니다.
- 공칭 내경: 공칭 내경은 플랜지 커넥터의 내부 직경 크기입니다.
플랜지 분류 및 서비스 수준
플랜지는 주로 온도와 압력을 견딜 수 있는 능력에 따라 분류됩니다. 이러한 분류는 문자 또는 접미사 "#", "lb", "class"를 사용하여 표시됩니다. 이러한 접미사는 서로 바꿔 사용할 수 있으며 지역이나 공급업체에 따라 다를 수 있습니다. 일반적으로 알려진 분류는 다음과 같습니다.
- 150파운드
- 300파운드
- 600#
- 900#
- 1500#
- 2500#
압력 및 온도 허용 오차는 사용된 재료, 플랜지 설계 및 플랜지 크기에 따라 달라집니다. 그러나 유일하게 변하지 않는 것은 압력 등급이며, 이는 온도가 증가함에 따라 감소합니다.
플랜지면 유형
플랜지 면의 형태 또한 플랜지의 최종 성능과 수명에 상당한 영향을 미치는 매우 중요한 특성입니다. 따라서 가장 중요한 플랜지 면 형태 몇 가지를 아래에서 분석합니다.
1. 플랫 플랜지(FF)
플랫 플랜지의 개스킷 표면은 볼트로 고정된 프레임 표면과 동일 평면에 있습니다. 플랫 플랜지를 사용하는 제품은 일반적으로 플랜지 또는 플랜지 커버에 맞게 금형을 사용하여 제조됩니다. 플랫 플랜지는 뒤집힌 측면 플랜지에 장착해서는 안 됩니다. ASME B31.1에서는 주철 플랫 플랜지와 탄소강 플랜지를 접합할 때 탄소강 플랜지의 돌출면을 제거하고 전체 면 개스킷을 사용해야 한다고 규정하고 있습니다. 이는 작고 취성이 강한 주철 플랜지 조각이 탄소강 플랜지의 돌출된 부분으로 인해 생긴 빈 공간으로 튀어 들어가는 것을 방지하기 위함입니다.
이러한 평면 플랜지는 주철을 사용하는 모든 장비 및 밸브 제조에 사용됩니다. 주철은 취성이 강하여 일반적으로 저온, 저압 환경에서만 사용됩니다. 평면 플랜지는 두 플랜지가 전체 표면에 걸쳐 완벽하게 접촉할 수 있도록 합니다. 평면 플랜지(FF)는 플랜지의 볼트 나사산과 동일한 높이의 접촉면을 가지고 있습니다. 두 평면 플랜지 사이에는 일반적으로 연질 재질의 전면 와셔가 사용됩니다. ASME B31.3에 따르면, 평면 플랜지는 플랜지 접합부에서 누출이 발생할 가능성이 있으므로 돌출형 플랜지와 결합해서는 안 됩니다.
2. 돌출면 플랜지(RF)
돌출형 플랜지는 제작 분야에서 가장 흔하게 사용되는 유형으로 쉽게 알아볼 수 있습니다. 가스켓의 면이 볼트 링의 면보다 위에 위치하기 때문에 볼록형이라고 불립니다. 각 플랜지 유형에는 다양한 종류의 가스켓이 사용되는데, 여기에는 다양한 평면 링 탭과 나선형 및 이중 피복 형태의 금속 복합재 가스켓이 포함됩니다.
RF 플랜지는 가스켓의 더 작은 영역에 압력을 집중시켜 접합부의 압력 제어를 향상시키도록 설계되었습니다. 압력 등급 및 직경별 직경과 높이는 ASME B16.5에 설명되어 있습니다. 플랜지 압력 등급은 들어올려지는 면의 높이를 나타냅니다. RF 플랜지는 가스켓의 더 작은 영역에 압력을 집중시켜 접합부의 압력 제어 능력을 향상시키도록 설계되었습니다. 압력 등급 및 직경별 직경과 높이는 ASME B16.5에 설명되어 있습니다. 플랜지 압력 등급.
3. 링 플랜지(RTJ)
쌍을 이루는 플랜지 사이에 금속 대 금속 밀봉이 필요한 경우(즉, 700/800°C 이상의 고압 및 고온 환경에서 사용되는 경우) 링 조인트 플랜지(RTJ)가 사용됩니다.
링 조인트 플랜지에는 링 조인트 개스킷(타원형 또는 직사각형)을 수용하는 원형 홈이 있습니다.
두 개의 링 조인트 플랜지를 볼트로 결합하고 조이면, 가해지는 볼트의 힘으로 플랜지 홈 안의 개스킷이 변형되어 매우 견고한 금속 대 금속 밀봉이 형성됩니다. 이를 위해서는 링 조인트 개스킷의 재질이 플랜지 재질보다 더 부드럽고(연성이 더 높아야) 합니다.
RTJ 플랜지는 다양한 유형(R, RX, BX) 및 형상(예: R 유형의 경우 팔각형/타원형)의 RTJ 개스킷으로 밀봉할 수 있습니다.
가장 일반적인 RTJ 가스켓은 팔각형 단면을 가진 R형으로, 매우 강력한 밀봉을 보장합니다(타원형 단면은 구형입니다). 하지만 "평면 홈" 디자인은 팔각형 또는 타원형 단면을 가진 두 가지 유형의 RTJ 가스켓 모두에 사용할 수 있습니다.
4. 텅앤그루브 플랜지(T&G)
두 개의 혀와 홈 플랜지(T&G 면)가 완벽하게 결합됩니다. 한쪽 플랜지에는 돌출된 링이 있고 다른 쪽 플랜지에는 홈이 있어 쉽게 결합됩니다(혀 부분이 홈에 들어가 이음매를 밀봉합니다).
텅앤그루브 플랜지는 대형과 소형으로 제공됩니다.
5. 수형 및 암형 플랜지 (M & F)
텅앤그루브 플랜지와 유사하게, 수컷 플랜지와 암컷 플랜지(M 및 F 면 유형)는 서로 잘 맞습니다.
한쪽 플랜지는 표면적을 넘어 돌출된 부분이 있는 수형 플랜지이고, 다른 쪽 플랜지는 마주보는 표면에 그에 맞는 홈이 가공된 암형 플랜지입니다.
플랜지 표면 마감
플랜지와 가스켓, 그리고 결합 플랜지 사이의 완벽한 밀착을 위해 플랜지 표면은 일정 수준의 거칠기를 가져야 합니다(RF 및 FF 플랜지 마감에만 해당). 플랜지 표면의 거칠기 유형에 따라 "플랜지 마감" 유형이 결정됩니다.
일반적인 유형으로는 스톡형, 동심원형 톱니형, 나선형 톱니형 및 매끄러운 플랜지면이 있습니다.
강철 플랜지에는 기본적으로 네 가지 표면 마감 방식이 있지만, 모든 플랜지 표면 마감 방식의 공통 목표는 플랜지, 개스킷 및 결합 플랜지 사이의 견고한 결합을 보장하고 고품질 밀봉을 제공하기 위해 플랜지 표면에 원하는 거칠기를 생성하는 것입니다.
게시 시간: 2023년 10월 8일