파이프라인 건설용 파이프 플랜지

강철 및 합금 파이프 플랜지: 개요, 종류 및 파이프라인 설치에서의 기능

플랜지는 배관 시스템에서 파이프, 밸브, 펌프 및 기타 장비를 연결하는 데 사용되는 핵심 부품입니다. 플랜지를 사용하면 청소, 검사 및 수정이 용이합니다. 강철 및 합금 플랜지는 강도, 내구성, 고압 및 고온에 대한 저항성 때문에 선호됩니다.

- 탄소강(ASTM A105, A350 LF2) – 범용성, 비용 효율성, 적당한 조건에서 사용됨.

- 스테인리스강(ASTM A182 F304, F316) – 내식성이 뛰어나 화학 및 식품 산업에 적합합니다.

- 합금강(ASTM A182 F11, F22, F91) – 고온 및 고압 환경(예: 발전소, 석유 및 가스 산업).

- 듀플렉스 및 슈퍼 듀플렉스(ASTM A182 F51, F53, F55) – 뛰어난 내식성을 자랑하며 해양 환경에 사용됩니다.

A. 부착 방식에 기반함

1. 용접 넥 플랜지(WN)

- 보강을 위해 길고 가늘어지는 허브가 있습니다.

- 고압 및 고온 환경에 사용됩니다.

- 관절 부위의 스트레스 집중을 줄여줍니다.

2. 슬립온 플랜지(SO)

- 파이프에 끼워 넣는 방식으로 양쪽이 용접됩니다.

- 용접 넥보다 정렬하기는 쉽지만 내구성은 떨어집니다.

- 저압 시스템에 사용됩니다.

3. 소켓 용접 플랜지(SW)

- 파이프를 플랜지에 삽입하고 필렛 용접합니다.

- 소구경 고압 배관에 적합합니다.

4. 랩 조인트 플랜지(LJ)

- 짧은 끝부분이 있어 정렬 및 회전이 용이합니다.

- 잦은 분해가 필요한 시스템에 이상적입니다.

5. 나사산 플랜지

- 용접 없이 파이프에 나사로 고정할 수 있는 내부 나사산이 있습니다.

- 저압 및 중요하지 않은 용도에 사용됩니다.

6. 블라인드 플랜지

- 배관 시스템의 끝부분을 막습니다.

- 압력 테스트 또는 향후 확장을 위해 사용됩니다.

7. 오리피스 플랜지

- 유량 측정을 위해 오리피스 유량계와 함께 사용됩니다.

- 압력 측정을 위한 특수 밸브가 있습니다.

B. 페이싱 유형에 따라

1. 평면형(FF) – 저압 용도에 사용되며, 일반적으로 주철 또는 연질 가스켓과 함께 사용됩니다.

2. 돌출면(RF) – 가장 일반적이며, 가스켓과의 밀봉 성능이 더 우수합니다.

3. 링형 조인트(RTJ) – 고압/고온 환경(예: 석유 및 가스)에 금속 링 개스킷을 사용합니다.

4. 텅앤그루브(T&G) – 정확한 정렬 및 밀봉을 보장합니다.

5. 남성 및 여성(M&F) – T&G와 유사하지만 프로필이 다릅니다.

- 연결 방식: 플랜지는 누출 방지를 위해 가스켓을 사이에 두고 볼트로 고정됩니다.

- 밀봉: 개스킷(고무, PTFE, 나선형 또는 금속)은 볼트 압력 하에서 압축되어 단단한 밀봉을 형성합니다.

- 유연성: 유지보수 또는 개조를 위해 쉽게 분해할 수 있습니다.

- 압력 및 온도 처리: 플랜지 등급(예: 클래스 150, 300, 600, 900, 1500, 2500)에 따라 압력 한계가 결정됩니다.

- ASME B16.5 – 최대 24인치 NPS 파이프 플랜지에 적용됩니다.

- ASME B16.47 – 더 큰 플랜지(26인치~60인치)용.

- API 6A – 석유 및 가스 시추 설비용.

- EN 1092-1 – 플랜지에 대한 유럽 표준.

강철 및 합금 파이프 플랜지의 품질, 안전성 및 신뢰성을 보장하기 위해 제조업체는 ASME B16.5, ASME B16.47, API 6A, ASTM A105/A182, EN 1092-1 및 ISO 7005와 같은 국제 표준에 따라 여러 가지 필수 검사 테스트를 수행해야 합니다.

플랜지 제조에 필요한 주요 필수 테스트는 다음과 같습니다.

1. 재료 검증 시험

(화학적 조성 및 기계적 특성)

- 분광화학 분석(PMI - 양성 물질 식별)

- 정확한 합금 조성(예: 탄소, 크롬, 몰리브덴 함량)을 보장합니다.

- OES(광학 방출 분광법) 또는 XRF(X선 형광 분석법)를 사용하여 분석했습니다.

- 인장 시험

- 항복 강도, 극한 인장 강도(UTS) 및 연신율을 측정합니다.

- ASTM A370 또는 ISO 6892에 따라 수행되었습니다.

- 경도 시험 (브리넬, 로크웰 또는 비커스 경도 시험)

- 플랜지가 경도 요구사항(예: ASTM A105의 경우 HB ≤ 187)을 충족하는지 확인합니다.

- 샤르피 충격 시험 (저온 환경 적용 분야용)

- 영하의 온도에서 사용되는 플랜지에 필요합니다(예: ASTM A350 LF2).

2. 비파괴 검사(NDT)

(내부 또는 표면 결함이 없음을 보장합니다)

- 염료침투검사(DPI/PT)

- 표면의 균열이나 다공성을 감지합니다.

- 중요 서비스 플랜지(예: 고압 가스 파이프라인)에는 필수입니다.

- 자기 입자 검사(MPI/MT)

- 자성체(탄소강 및 합금강)의 표면/표면 아래 결함을 찾는 데 사용됩니다.

- 초음파 검사(UT)

- 내부 결함(예: 내포물, 공극 또는 층상 구조)을 검사합니다.

- 두꺼운 플랜지(클래스 600 이상)에 필요합니다.

- 방사선 검사(RT)

- 주조 또는 단조 플랜지의 내부 결함을 감지하는 데 사용됩니다(예: ASTM A182 F51 듀플렉스강 플랜지).

3. 치수 및 육안 검사

- 외경(OD), 볼트 원 직경(BCD), 두께 및 표면 평탄도 검사

- ASME B16.5 / B16.47 공차 준수를 보장합니다.

- 표면 마감 검사 (돌출면, RTJ 홈 등)

- 가스켓 밀착면의 표면 조도가 적절한지 확인합니다(예: RF 플랜지의 경우 125~250µin).

- 볼트 구멍 정렬 및 드릴링 정확도

- 누출을 방지하기 위해 볼트 정렬이 제대로 되어 있는지 확인합니다.

4. 압력 및 수압 테스트 (특수 용도용)

- 수압 시험 (단조 플랜지용)

- 플랜지는 누수 여부를 확인하기 위해 물로 가압됩니다(일반적으로 작동 압력의 1.5배).

- API 6A 유정 헤드 플랜지 및 고등급(900# 이상) 플랜지에 필수적입니다.

- 공압 테스트 (가스 공급 플랜지용)

- 누출 감지에 공기 또는 불활성 가스를 사용합니다(특정 용도에서는 수압 감지보다 안전함).

5. 열처리 검증

- 어닐링/노멀라이징/퀜칭 및 템퍼링(Q&T) 기록

- 적절한 미세구조와 기계적 특성을 보장합니다.

- 경도 시험 및 미세구조 분석을 통해 검증되었습니다.

6. 표시 및 추적성

- 플랜지에는 다음 내용이 영구적으로 표시되어야 합니다:

- 제조업체 이름 또는 로고

- 재질 등급 (예: ASTM A105, A182 F316)

- 크기, 압력 ​​등급 (예: 6인치 150파운드)

- 제조 번호 (추적성 확보용)

결론

필수 시험은 플랜지가 강도, 누출 방지 성능 및 내식성 요구 사항을 충족하는지 확인합니다. 시험 수준은 다음과 같은 요소에 따라 달라집니다.

✔ 재질 종류 (탄소강, 합금강, 스테인리스강)

✔ 압력 등급 (150파운드 vs. 2500파운드)

✔ 적용 분야 (석유 및 가스, 화학, 원자력 등)