플랜트 ASTM, EN ISO 파이프 직진도 및 배관 제작 공차

대표적인 ASTM PIPE인 A106, A53B, A335 PIPE의 직진도 공차와 PFI-ES-3에 따른 제작 공차에 대해서 알아보겠습니다.

 

Pipe 직진도(straightness)

   : Pipe 직진도(straightness)는 Pipe의 곧은 정도를 말합니다.

 

 

1. ASTM A106 Pipe

고온 조건에 사용을 위한 탄소강 무계목강관(용접부가 없는 파이프)에 대한 코드입니다.

하기 ASTM A106 Code를 보시겠습니다.

 

ASTM A106에 직접적으로 언급된 직진도(Straightness)에 대한 요건은 없습니다.

하지만 단락 2번 Referenced docuements의 일반 요건을 참조하여 확인할 필요가 있습니다.

 

A503/A530M Specification for General Requirement for specialized Carbon and Alloy Steel Pipe라는 General Code를 Call 하고 있습니다.

 

ASTM A530 Code는 특별하게 제작된 탄소강과 합금강 파이프에 대한 일반 요건을 명시하고 있습니다.

 

때문에 ASTM A106 Code에 적용되는 Pipe 자재를 검토할 때 General Code의 요건을 만족해야 함을 주의하여야 합니다. 이것은 피팅이나 튜브나 다른 자재에도 동일한 방식으로 적용할 수 있습니다.

 

2. ASTM A53 PIPE

A106 다음으로 많이 사용되는 ASTM A53 코드에 대해서 알아보겠습니다.

 

A53 Code는 다양한데 강관, 흑관, 갈바, 징크 코팅이 적용되는 용접심이 있거나 용접심이 없을 수 있는 파이프에 대한 코드입니다. A106 코드와 달리 고온 조건(High-temperature Service)이 제외되어 있다는 것을 알 수 있습니다.

 

A53 Para.2 Referenced Document

A106 코드와 동일하게 Para.2 Referenced Doucments에 A530 코드를 일반 요건을 두고 있습니다.

그렇다면 A530 코드에서 파이프 직진도(Pipe straightness)를 어떻게 규정하는지 살펴보겠습니다.

 

A530 Para.16 Straigtness

A530 Para.16 Straigtness에 대한 요건입니다. 단락 16.1에서 "완성된 파이프는 합리적으로 직진이어야 한다"로 명시되어 있습니다. 명확한 숫자의 언급이 없어 주관적으로 해석될 수 있어 굉장히 모호합니다.

 

 

그러므로 발주 시에 추가적인 요건을 넣어 구매할 필요가 있습니다. 실제적으로 고객 사양서에는 이러한 직진도(Straightness) 요건에 추가적인 요건을 첨가하는 경우가 많습니다.

 

3. ASTM A335 PIPE

A335 PIPE에는 PIPE 직진도(Straightness)가 어떻게 명시되어 있는지 살펴보시죠.

A335는 고온 조건의 사용을 위한 페라이트계 합금강의 무계목강관(Seamless pipe)에 대한 코드입니다.

 

카본 파이프 코드에서의 General code 요건을 확인하였던 것처럼 확인하시면 됩니다.

A335 코드에서는 A999라는 일반 요건 코드를 Call 합니다.

 

그렇다면 A999가 어떤 코드인지 살펴보겠습니다.

ASTM A999는 합금강과 스테인리스강으로 제작된 파이프의 일반 요건을 나타내고 있습니다.

 

ASTM A999 Para.16. Straightness

A999 pipe 코드에서도 "직진도(straightness)에 대해 합당하게 직진도(reasonably straight)가 있어야 한다"라고 명시되어야 있습니다.

 

결론적으로 ASTM 파이프의 직진도에 대한 요건은 매우 모호하게 되어 있어 발주자는 추가적인 구매 요건을 제시하여 제한할 필요가 있습니다. 

 

EN ISO Code의 파이프 직진도 공차

그렇다면 EN ISO Code의 직진도 공차에 대해서는 어떻게 적용하고 있는지 알아보겠습니다.

EN ISO 10216-2

EN 10216 코드가 바로 EN ISO 코드에서의 대표적인 파이프 코드입니다.

EN 10216 코드는 압력부에 대한 심리스 튜브(EN코드에서는 PIPE를 튜브라고 부름)에 대한 기술적인 요건을 명시하고 있습니다. Part를 5개로 분류하여 구분하는데 Part 2에서 명시된 고온 요건을 가지는 비합금강이나 합금강 파이프에 대한 요건의 코드입니다.

 

EN ISO 10206-2 코드에서는 파이프 직진도를 아래와 같이 요구합니다.

 

 

길이 L에 대하여 0,0015 L을 초과해서는 안됩니다. 하지만 무조건 1미터 당 3 mm의 직진도를 초과해서는 안됩니다. 

이는 많은 고객 사양서에서 추가적으로 제시되는 요건이기도 합니다.

 

EN ISO 10216-2  Para. 8.5 직진도(Straightness)

 

직진도(Straightness) 측정하는 방법

1.  양쪽에 자석을 부착하여 실을 튕겨서 하는 측정하는 방법으로 현장에서 가장 많이 사용하는 방법입니다.

 

2. 레이져 직진도 측정 기기를 사용하는 방법

3. 콜리메이터(Collimator)

더 정확도를 요구하는 곳에 평행 광선속 즉 무한원에서의 광선을 얻기 위한 장치를 사용하는 방법이 있습니다.

배관 제작 공차(PFI-ES-3)

그렇다면 이러한 파이프를 제작하여 플랜트의 혈관이라 할 수 있는 배관의 적용 공차는 어떻게 될까요?

배관에서 일반적으로 사용하는 배관 제작 공차는 PFI-ES-3 코드를 Call 하여 사용합니다.

 

▲ 미국파이프공업협회(PFI)

미국파이프공업협회(PFI)는 1913년에 설립되었습니다. PFI는 미국 내에서 가장 오래되고, 인정받는 협회 중 하나입니다. PFI는 타협 없이 독자적으로 파이프 제조 산업의 품질보증을 실시할 목적으로 설립되었고 다음과 같은 일을 하고 있습니다.

미국파이프공업협회(PFI)

* 엔지니어링, 연구 및 조사 개시
* 적절한 표준과 기술 자료의 제안 및 유지 관리
* 재료 및 제품, 제조 및 운용 기술, 실험, 시험 방법 및 기타 주제에 관한 회원 상호간의 회의, 기술 교환 및 프레젠테이션의 조직

 

배관 제작 공차 (PFI-ES-3)

 

"B" : PIPE 조각을 포함하지 않는 치수, 피팅(FITTING)과 플랜지(플랜지)의 치수 공차는 ANSI SPECIFICATION을 따라야 한다.

 

"C" : 벤딩(BENDING)의 공차, 최소 반지름과 최소 직선 구간은 PFI STANDARD ES-24를 따라야 한다.

 

"D" : 플랜지(FLANGE)의 회전각의 허용치는 BOLT HOLE의 중심선에서 MAX 0.078"(2.0)을 적용한다.

 

"E" : 플랜지(FLANGE)면 및 PIPE END의 기울기는 MAX. 0.039/10.079(1/256) = 10.079"(256mm) 당 0.039" (1mm)를 적용한다.