배관용 탄소 강관과 압력 배관용 탄소 강관의 차이

배관용 탄소 강관(KS D 3507, SPP)

가. KS에서의 배관용 탄소 강관에 대한 규정

배관용 탄소 강관은 KS에서 SPP(Carbon Steel Pipes for ordinary Piping)로 규격화되어 있다. 그래서 배관용 탄소 강관을 부르기 쉽게 KS 파이프라고 부르거나 배관용 파이프라고 부르기도 한다. 도금의 유무에 따라 탄소 강관에 1차 방청도장 만을 한 것을 흑관이라 하고, 흑관에 아연도금을 한 것을 백관이라고 부른다. 즉 흑관은 아연도금을 하지 않은 것을 말한다.

 

나. 1.2Mpa 미만의 압력에서 사용 가능

배관용 탄소 강관(KS D 3507)은 사용 압력이 낮은 물, 기름, 증기 등의 배관에 사용하는 강관이다. 그래서 아파트나 일반 건물에서는 수도용 관이나 가스관 등으로, 공장에서는 증기, 물, 유류 등을 이송시키는 용도로 사용한다. 옥내소화전설비를 포함한 수계 소화설비에서는 1.2Mpa 미만의 압력에서 사용이 가능하다고 명시하고 있다.

압력 배관용 탄소 강관(KS D 3562, SPPS)

가. KS에서의 압력 배관용 탄소 강관에 대한 규정

압력 배관용 탄소 강관은 KS에서 SPPS(Carbon Steel Pipes for Pressure Service)로 규격화되어 있다. 이 규격은 350℃ 이하의 온도에서 사용하는 배관으로, 배관 내부 유체의 압력을 견뎌내야 하는 용도로 사용되는 강관이다. 압력 배관용 탄소 강관은 이음매 없이 제조하거나 전기저항 용접에 의해 제조한다. 그래서 제조 방법에 따라 이음매 없는 관(Seamless Pipe)과 전기저항용접관(ERW Pipe)으로 구분한다.

 

나. 1.2Mpa 이상의 압력에서 사용 가능

압력 배관용 탄소 강관은 배관용 탄소 강관과 달리 스케줄 파이프라고도 부른다. 호칭지름에 따른 두께에 따라 스케줄(Schedule)을 정하고 있기 때문일 것이다. 옥내소화전설비를 포함한 수계 소화설비에서는 1.2Mpa 이상의 압력에서 사용이 가능한 배관이다고 명시하고 있다.

 

 

배관용 탄소 강관과 압력 배관용 탄소 강관 상호간의 차이

가. 외경은 같지만 두께가 다르다.

배관용 탄소 강관과 압력 배관용 탄소 강관은 배관의 외경이 동일하다 하여 내경 또한 같지는 않다. 그 이유는 서로의 두께가 다르기 때문이다. 40A인 배관에 대해 예를 들자면 두 배관 모두 외경은 48.6mm로 동일하다. 하지만 두께는 서로 다르다. 배관용 탄소 강관은 두께가 3.25mm임에 비해 압력 배관용 탄소 강관(Sch 40)은 3.7mm의 두께를 가지고 있다. 따라서 내경이 달라진다.

 

나. 수압시험의 압력이 다르다.
압력 배관용 탄소 강관의 두께가 배관용 탄소 강관보다 더 두껍다 그 이유는 수압시험의 압력이 다르기 때문이다. 배관용 탄소 강관은 2.5Mpa 이상의 동일한 수압시험을 실시하지만, 압력 배관용 탄소 강관은 스케줄 번호에 따라 수압시험 압력이 다르다. 스케줄 번호 40인 경우 수압시험 압력은 6.0Mpa이 된다.

 

배관의 수압시험 압력

 

다. 배관의 무게가 다르다.

스케줄에 따른 두께의 증가는 내경은 감소하게 되지만 배관 무게의 증가로 이어진다. 이는 가격의 변화에도 영향을 미친다. 어느 생산업체의 경우를 예로 들면 40A인 경우 배관용 탄소 강관은 3.63kg/m 임에 비해, 압력 배관용 탄소 강관(Sch 40)은 4.10kg/m이다. 그래서 무게가 증가하고 이에 따른 생산 단가의 증가로 인해 가격도 올라간다.

 

라. 기계적 성질이 다르다.

 

배관 상호간의 기계적 성질 차이

 

위 표는 배관용 탄소 강관과 압력 배관용 탄소 강관의 인장강도, 항복강도, 그리고 연신율을 비교한 표이다. 압력배관용 탄소 강관은 과거에는 SPPS 380과 SPPS 420으로 나위어 있었는데, 지금은 SPPS 250으로 통합되었다.

 

<표를 이해하기 위한 참고 사항>

① 인장강도(Tensile Stress) : 항복강도 이상의 응력을 가하면 재료는 소성변형을 시작하여 늘어나기 시작한다. 이때 재료가 소성변형 중 버틸 수 있는 최대 응력(강도)을 인장강도 또는 인장응력이라 한다.

② 항복강도(Yield Strength) : 재료에 힘을 가하면 일정 범위 안에서는 회복 가능한 변형이 일어나지만, 항복 강도가 넘으면 회복이 불가능한 소성 변형으로 변화된다. 그러므로 항복강도는 재료에 힘을 가하였을 때 소성변형이 일어나지 않는 최대 응력을 말한다.

③ 연신율(Elongation) : 인장시험시 시험편이 늘어난 비율을 나타낸 수치이다. 연신율을 공식으로 보면 쉽게 이해가 가는데 연신율 = (최종길이–원래길이)/원래길이 × 100으로 구한다. 연신율이 좋다는 의미는 잘 늘어나는 성질을 가진 연성재료라는 것을 의미한다.

 

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