탄소강 플랜지 및 치수 안내

올바른 플랜지 크기를 식별하는 것은 배관 시스템 설계, 유지 관리 및 조달에서 가장 중요한 작업 중 하나입니다. 플랜지 치수가 일치하지 않으면 누출, 시스템 오류 및 비용이 많이 드는 가동 중지 시간이 발생할 수 있습니다. 탄소강 플랜지는 강도, 경제성, 다용성으로 인해 산업용 배관에 가장 널리 사용되는 플랜지 중 하나입니다. 그러나 크기, 압력 ​​등급 및 면 유형이 다양하므로 설치 또는 교체 전에 정확하게 식별해야 합니다. 이 가이드는 측정할 주요 치수와 이를 관리하는 표준을 포함하여 탄소강 플랜지의 플랜지 크기를 확인하는 방법에 대해 알아야 할 모든 것을 안내합니다.

탄소강 플랜지 크기를 정의하는 것은 무엇입니까?

플랜지의 "크기"는 단일 측정이 아닙니다. 이는 두 플랜지가 호환 가능하고 주어진 서비스에 적합한지 여부를 함께 정의하는 여러 치수 매개변수의 조합입니다. ASME B16.5 및 ASME B16.47 표준에 따라 제조된 탄소강 플랜지는 산업용 배관에서 가장 일반적이며 해당 치수는 해당 문서에 정확하게 지정되어 있습니다.

모든 탄소강 플랜지의 기본 치수 식별자에는 공칭 파이프 크기(NPS), 압력 등급 등급, 볼트 원 직경, 볼트 구멍 수 및 직경, 플랜지 외부 직경, 플랜지 두께 및 보어 직경이 포함됩니다. 현장에서 또는 엔지니어링 설계 중에 플랜지를 정확하게 식별하려면 이러한 각 매개변수와 상호 작용 방식을 이해하는 것이 필수적입니다.

공칭 파이프 크기: 플랜지 식별의 시작점

공칭 파이프 크기(NPS)는 탄소강 플랜지를 설명하는 데 사용되는 첫 번째이자 가장 기본적인 치수입니다. NPS는 표준화된 명칭이며 플랜지 자체의 물리적 측정과 직접적으로 일치하지 않는다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 파이프 크기가 ​​14인치 이상인 경우 NPS는 파이프의 외부 직경(인치)과 동일하지만 크기가 14인치 미만인 경우 NPS는 공칭 참조일 뿐입니다.

NPS를 결정하려면 탄소강 플랜지 문서가 없는 경우 가장 신뢰할 수 있는 방법은 플랜지의 외경을 측정한 다음 해당 측정값을 표준 플랜지 치수 표와 상호 참조하는 것입니다. 각 NPS와 압력 등급 조합은 특정 외경을 생성하므로 측정된 값을 표와 일치시키면 공칭 크기가 확인됩니다. 예를 들어 NPS 4 클래스 150 플랜지의 외경은 9.00인치인 반면, NPS 4 클래스 300 플랜지의 크기는 10.75인치입니다. 이는 동일한 공칭 파이프 크기에서도 압력 등급이 플랜지의 물리적 크기에 큰 영향을 미친다는 것을 보여줍니다.

키 플랜지 치수를 정확하게 측정하는 방법

플랜지가 이미 설치되었거나 문서에서 제거된 경우 물리적 측정이 플랜지 크기를 알 수 있는 유일하고 신뢰할 수 있는 방법입니다. 정밀도를 위해 보정된 버니어 캘리퍼스나 외부 마이크로미터를 사용하십시오. 다음 측정을 체계적으로 수행해야 합니다.

외경(OD)

한쪽 바깥쪽 가장자리부터 반대쪽 바깥쪽 가장자리까지 중앙을 통과하여 플랜지의 전체 면을 측정합니다. 플랜지 외경입니다. 이 값을 인치 또는 밀리미터로 기록하고 참조 표준 표와 비교하십시오. 아래에 설명된 볼트 구멍 수와 결합된 이 단일 측정은 종종 NPS 및 등급을 하나 또는 두 가지 가능성으로 좁히는 데 충분합니다.

볼트 원 직경(BCD)

볼트 원 직경은 각 볼트 구멍의 중심을 통과하는 가상 원의 직경입니다. 이를 측정하려면 한 볼트 구멍의 중심에서 바로 반대쪽 볼트 구멍의 중심까지 측정합니다. 홀수 개의 볼트 구멍에서 발생하는 구멍이 직접적으로 반대되지 않는 경우 한 구멍의 중심에서 플랜지를 가로질러 인접한 두 구멍 사이의 중간점까지 측정하고 기하학적 수정을 적용합니다. BCD는 볼트 구멍 수 및 직경과 결합될 때 매우 신뢰할 수 있는 식별자입니다.

볼트 구멍 수 및 직경

플랜지 면 주위의 총 볼트 구멍 수를 셉니다. 각 NPS 및 압력 등급 조합에는 지정된 수의 볼트 구멍이 있습니다. 그런 다음 내부 캘리퍼를 사용하여 단일 볼트 구멍의 직경을 측정합니다. 이 두 값을 함께 사용하면 식별 범위가 상당히 좁아집니다. 예를 들어, NPS 6 클래스 150 플랜지에는 0.88인치 직경의 볼트 구멍이 8개 있는 반면, NPS 6 클래스 300에는 직경 0.88인치의 볼트 구멍 12개가 있습니다. 구멍 직경은 동일하지만 개수가 달라서 둘을 명확하게 구분할 수 있습니다.

보어 직경

보어는 파이프가 연결되는 내부 구멍입니다. 플랜지 면에서 보어의 내부 직경을 측정합니다. 이 치수는 파이프 일정 호환성을 확인하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어 탄소강 웰드 넥 플랜지에는 일정(벽 두께)에 따라 달라지는 연결 파이프의 내부 직경과 일치하는 보어가 있습니다. 이는 누출 없는 용접을 보장하기 위해 보어가 파이프와 정확히 일치해야 하는 웰드 넥 플랜지의 경우 특히 중요합니다.

탄소강 플랜지 치수 참조표

다음 표는 일반 산업용 배관에서 가장 자주 접하게 되는 압력 등급인 ASME B16.5 클래스 150에 따른 일반 탄소강 플랜지의 주요 치수를 제공합니다.

압력 등급: 플랜지의 물리적 크기를 변경하는 이유

ASME B16.5에 따른 탄소강 플랜지는 150, 300, 600, 900, 1500 및 2500의 7가지 압력 등급으로 제조됩니다. 압력 등급은 모든 플랜지의 눈에 보이는 위치에 표시되어 있지 않으므로 표시가 마모되거나 없을 때 식별에 압력 등급이 치수에 어떤 영향을 미치는지 아는 것이 중요합니다.

압력 등급이 증가함에 따라 동일한 NPS에서 플랜지가 물리적으로 더 크고 무거워집니다. 필요한 더 높은 조임력을 분산시키기 위해 외경이 커지고 플랜지 두께가 증가하며 볼트 구멍의 수도 증가할 수 있습니다. 예를 들어, NPS 4 클래스 150 플랜지의 무게는 약 7.5파운드인 반면, 동일한 탄소강 재질의 NPS 4 클래스 2500 플랜지의 무게는 50파운드가 넘습니다. 식별되지 않은 플랜지로 작업하고 보어 크기에 비해 비정상적으로 두껍거나 무거워 보이는 경우 더 높은 압력 등급을 의심하고 등급별 치수 표를 주의 깊게 측정하여 확인해야 합니다.

플랜지 면 유형 및 크기 조정에 미치는 영향

치수 매개변수 외에도 탄소강 플랜지의 면 유형은 중요한 호환성 요소입니다. 가장 일반적인 얼굴 유형은 다음과 같습니다.

• 돌출된 면(RF): 개스킷이 안착되는 보어 주변에 돌출된 원형 영역이 있는 가장 일반적인 유형입니다. 돌출된 면에는 대면 배관 치수에서 고려해야 하는 특정 높이(클래스 150 및 300의 경우 1/16인치, 클래스 600 이상의 경우 1/4인치)가 있습니다.
• 플랫 페이스(FF): 전체 플랜지 면은 융기된 부분 없이 수평을 이루고 있습니다. 불균일한 하중으로 인한 균열을 방지하기 위해 주철 또는 연성철 플랜지를 결합할 때 사용됩니다. 볼트 구멍과 OD 치수는 동일한 NPS 및 클래스에 대해 RF와 동일하게 유지됩니다.
• 링형 조인트(RTJ): 금속 링 개스킷을 수용하는 표면에 가공된 홈이 있습니다. 고압 및 고온 서비스에 사용됩니다. 밀봉을 보장하려면 홈 치수가 링 개스킷과 정확하게 일치해야 합니다.
• 혀 및 홈(T&G): 결합 플랜지의 한 면에는 돌출된 링(혀)이 있고 다른 면에는 일치하는 오목한 부분(홈)이 있습니다. 이는 항상 함께 쌍을 이루어야 하며 평면 또는 융기면 플랜지와 결합할 수 없습니다.

교체 또는 결합 목적으로 플랜지를 식별할 때 교체를 주문하기 전에 항상 육안으로 면 유형을 검사하십시오. 조정 없이 평평한 면이나 RTJ 시스템에 돌출된 면 플랜지를 설치하면 다른 치수의 정확성에 관계없이 밀봉 실패가 발생합니다.

플랜지 표시 및 히트 스탬프 읽기

ASME 표준에 따라 제조된 대부분의 탄소강 플랜지에는 플랜지 허브의 외부 가장자리나 표면에 스탬프 또는 양각 표시가 있습니다. 이러한 표시를 읽는 방법을 배우는 것이 실제 측정 없이 플랜지 크기를 알 수 있는 가장 빠른 방법입니다. 일반적인 마킹 순서는 다음 형식을 따릅니다.

• 재료 등급: 탄소강 플랜지의 경우 일반적인 명칭에는 A105(고온 서비스용) 및 A350 LF2(저온 서비스용)가 포함됩니다. 이는 표시 문자열에서 처음 나타납니다.
• 압력 등급: 제조업체의 규칙에 따라 "CL150", "300#" 또는 유사한 표기법으로 표시됩니다.
• NPS: 일반적으로 "4" 또는 "6"과 같은 일반 숫자로 제공되는 공칭 파이프 크기입니다.
• 표준: "B16.5" 또는 "ASME B16.47 시리즈 A"와 같은 관리 표준에 대한 참조입니다.
• 히트 수: 플랜지를 재료 테스트 보고서(MTR)에 연결하는 추적성 코드로, 압력 용기 및 중요한 서비스 응용 분야에 중요합니다.

페인트, 부식 또는 기계적 손상으로 인해 표시가 부분적으로 가려진 경우 스탬프를 판독하기 전에 와이어 브러시나 용제로 플랜지 표면을 청소하십시오. 표시를 완전히 읽을 수 없는 경우 경도 테스트 또는 PMI(Positive Material Identification)를 통한 재료 검증과 결합된 전체 치수 측정이 적절한 절차입니다.

탄소강 플랜지 크기를 식별할 때 흔히 저지르는 실수

숙련된 배관 엔지니어와 유지보수 담당자라도 시간이 촉박한 상황에서 플랜지 크기를 식별할 때 오류를 범합니다. 가장 흔히 저지르는 실수는 보어 직경이 NPS와 동일하다고 가정하는 것인데, 이는 14인치 미만의 파이프 크기에 대해서는 잘못된 것입니다. 또 다른 일반적인 오류는 압력 등급을 확인하지 않고 외경만으로 플랜지를 일치시키는 것입니다. 두 플랜지는 동일한 OD를 가질 수 있지만 볼트 원 직경이 다른 서로 다른 압력 등급에 속하므로 호환되지 않습니다. 볼트 크기보다 볼트 구멍 직경을 측정하는 것도 혼란의 원인입니다. 볼트 구멍은 정렬을 위해 항상 볼트 직경보다 약간 크므로 0.88인치 볼트 구멍에는 7/8인치 볼트가 아닌 3/4인치 볼트가 허용됩니다. 구멍 직경뿐만 아니라 표준에서 실제 볼트 사양을 확인하면 재조립 중에 올바른 패스너가 사용되는지 확인할 수 있습니다.