플랜지 면 마무리(Flange Face Finish)

 

 

 

ASME B16.5 Code는 플랜지가 표면에서(raised face과 flat face) 가스켓과 잘 밀착되고 높은 수준의 밀봉(sealing)이 이루어지도록 특정한 표면 거칠기(surface roughness)를 가질 것을 요구합니다.

 

 

최종 거칠기가 125에서 250마이크로 인치(μin=100만분의 1) 사이의 거칠기를 가지면서 톱니바퀴(serrated), 나선형(spiral), 동심원(concentric) 모양의 마무리 중의 하나로 요구됩니다. 이것은 금속 재질의 플랜지와 가스켓이 밀착이 잘될 수 있도록 하기 위한 다양한 등급으로 표면 마무리를 고려하는 것입니다.

 

아래 그림은 볼록한 면(Raised Face)을 가지는 톱니 모양의 마무리(serrated finish)를 보여주고 있습니다.

 

플랜지 면(Flange Face): 가스켓과 접촉되는 부분으로 Sealing 역할을 돕게됨.

4가지 종류의 Flange face finish를 보여주고 있음

 

용어

- 세레이션(SERRATION): 사용 공구로 가공한 기계 가공한 자국, 가스켓 접촉면과 밀착되는 부분,  누수 방지 역할

- 거칠기(ROUGHNESS): 사용 공구로 가공한 자국 또는 그라인딩 작업 등으로 만든 표면 거칠기 / 가스켓 체결 시 마찰 저항을 증가시켜 밀링 방지

 

 

 

 

- AARH(Average Arithmetical Roughness Height): 거칠기의 산술평균값

- RA(Roughness Average):  중심선 평균 거칠기

 

가장 많이 사용되는 FLANGE SURFACE

 

1. STOCK FINISH (가공형태: 연속 나선형 Groove)

플랜지의 표면 마무리 중에 가장 널리 사용되는 마무리입니다. 가장 실용적이기 때문에 모든 일반적인 서비스 환경에 적합합니다. 압축 하에서 가스켓의 부드러운 면이 밀봉을 도울 수 있도록 단단히 끼워지게 됩니다.  그리하여 맞붙는 표면 사이에서 높은 수준의 마찰 저항을 만들어 냅니다. 

이러한 플랜지의 마무리는 1.6 mm의 둥근 끝모양의끝 모양의 공구를 사용하여 12인치 이하의 사이즈까지 1회의 회전당 0.8 mm의 이송속도로 만들어집니다. 14인치 이상은 3.2 mm의 둥근 끝 모양의 공구를 사용하여 1회의 회전당(Rev. =revolution = 1회전) 1.2 mm의 이송속도로 만들어집니다. 

 

2. SPIRAL SERRATED (가공형태: 연속 나선형 Groove)

Stock finish와 같은 연속 나선형 Groove 적용이지만 다른 점은 0.4 mm 깊이로 90도 공구를 사용하여 45도 각도의 "V" 형상으로 세레이션(serration)을 만든 점이 다릅니다.  이송속도는 1회전당  0.8 mm의 이송속도로 적용됩니다.

 

3. CONCENTRIC SERRATED (가공형태: 동심형 Groove)
이름에서 암시되는 바와 같이 이 마무리는 동심형의 Groove로 구성됩니다. 90도의 공구가 사용되고 세레이션(serration)은 플랜지 면에 균일하게 위치하게 됩니다. 이송속도는 1회전당  0.8 mm의 이송속도로 적용됩니다.

 

4. SMOOTH FINISH(가공형태: 평편형, Smooth라 할지라도 표면조도값이 있음에 주의)

이 마무리는 유관적으로 확인이 가능한 공구 자국이 보이지 않습니다. 이 마무리는 일반적으로 double jacketed, flat steel  corrugated metal과 같은 금속 표면을 가지는 가스켓과의 적용을 위해 사용됩니다. 이 smooth surface들은 밀봉을 위해 맞붙게 되고 밀봉의 효과를 위해서는 각각의 면들의 평편도에 좌우되게 됩니다. 이 마무리는 0.05 mm의 깊이로 1회전당 0.3 mm의 이송속도로 0.8 mm의 둥근 끝 모양의 공구를 사용하여 만들어지는 계속되는 나선형의 Groove를 형성하는 가스켓 접촉면을 가짐으로써 획득됩니다. 이로써 Ra 3.2 - 6.3 micrometers(125 - 250 micro inch) 사이의 표면 거칠기를 갖게 됩니다.

 

 

ASME B16.5의 FLANGE FACE 요구사항

 

ASME B16.5에서 요구되는 기본형은 CONCENTRIC과 SPIRAL입니다.

 

 

1. RING JOINT FLANGE

   : 가스켓 홈의 벽 면의 마무리는 요구 조도 Ra 1.6 micrometer(μm), AARH 63 μin를 초과해서는 안됨

 

 

2. RF/FF ( Rasied face / Flat face) FLANGE

  : 요구조도 Ra 3.2 - 6.3 micrometer(μm)
  AARH값으로 125 – 250 μin. (Inch당 山이 24~40)

 

AARH (산술 평균 거칠기 높이)에 대하여

AARH ( "산술평균거칠기높이")는 플랜지면의 매끄러움 / 조도를 나타냅니다. AARH 값은 플랜지 및 가스켓 재료를 선택할 때 매우 중요합니다. "Ra"값이 높을수록 더 거친 표면을 나타내며 값이 낮을수록 더 매끄러운 표면을 나타냅니다.

모든 재료에는 표면 거칠기가 있으며 때로는 표면이 특정 거칠기 (작거나 크거나)를 갖도록 사용 목적에 따라  마무리됩니다.

AARH는 표면의 거칠기를 측정하는 일반적인 지표이며 다음 그림과 같이 평균선(Mean line)에서 금속 표면의 요철의 평균 높이입니다.

 

Y1 ~ Y8 기호는 평균선에서 측정된 피크 높이를 나타냅니다.

산술평균거칠기높이는 일반적으로 마이크로 인치(μin=100만분의 1)  단위로 측정되며 "Ra"기호로 표시됩니다.

표면 거칠기에 대한 다양한 표준이 있으며 적용 유형에 따라 설정됩니다. 표면 거칠기를 측정하는 데 사용되는 장비는 소위 "프로파일로 미터"(접촉 및 비접촉 유형으로 사용 가능)입니다.

접촉식 프로파일로 미터에서 거칠기는 프로파일로 미터 스타일러스 아래로 재료를 이동하여 측정합니다. 그러나 최신 장비는 광학 및 초음파 기술을 활용하는 비접촉 측정 기능을 제공합니다.

 

플랜지(Flange) 세레이션(Serration) 면 합격 기준

플랜지(Flange) 세레이션(Serration) 면 합격 기준