압력배관용 탄소강관(SPPS) - [KS D 3562]
Carbon Steel Pipes for Water Service
압력배관용 탄소강관은 온도 350℃ 정도 이하의 압력배관에 사용하는 강관이다. 일반적으로 사용압력 1.0~9.8MPa{10~100㎏f/㎠}까지 작용하는 수압관ㆍ보일러 증기관ㆍ고층건물 물배관ㆍ소방용 배관에 사용한다.
관은 이음매 없이 또는 전기저항용접으로 제조하며, 냉간가공한 관에는 제조 후 풀림처리를 한다. 호칭지름에 따른 관의 바깥지름은 배관용 탄소강관과 같으나, 동일 호칭지름의 관이라도 호칭두께(스케줄번호 ; 압력관의 두께를 나타내는 번호)가 클수록 살 두께가 두껍다. 스케줄번호는 10, 20, 30, 40, 60, 80의 8종류가 있으며, 40과 80의 것이 많이 사용된다. 인장강도에 따라 SPPS38(2종)}과 SPPS42(3종)가 있다.
관은 수압시험압력을 가했을 때 이것에 견디고 누설이 없어야 한다. 관의 치수를 표시하는 방법은 호칭지름×호칭두께로 한다. 예를 들면 50A×Sch40 또는 2B×Sch40 등으로 표시한다.
● 종류 및 기호
종류의 기호 |
SPPS 38 |
SPPS 42 |
● 세계기호 대조표
KS | ASTM | JIS | DIN | BS | |||||
규격 번호 | 기호 | 규격 번호 | GRADE | 규격 번호 | 기호 | 규격 번호 | GRADE | 규격 번호 | GRADE |
D 3562 | SPPS 370 SPPS 38 | A 53 A 135 | Gr A Gr A | G-3454 | STPG 370 (STPG 38) | 1626 1628 1629 1630 17172 | St 37.0 St 37.4 St 37.0 St 37.4 StE240.7 | 3601 778 | ERW 360 S 360 HFS 22 CDS 22 ERW 22 |
SPPS 410 SPPS 42 | A 53 A 135 | Gr B Gr B | STPG 410 (STPG 42) | 1626 1628 1629 1630 17172 | St 44.0 St 44.4 St 44.0 St 44.4 StE290.7 | 3601 | ERW 360 S 360 HFS 27 CDS 27 ERW 27 | ||
● 화학 성분
종류의 기호 | 화 학 성 분 % | ||||
C | Si | Mn | P | S | |
SPPS 38 | 0.25 이하 | 0.35 이하 | 0.30 ~ 0.90 | 0.040 이하 | 0.040 이하 |
SPPS 42 | 0.30 이하 | 0.35 이하 | 0.30 ~ 1.00 | 0.040 이하 | 0.040 이하 |
● 기계적 성질
종류의 기호 | 인 장 시 험 | |||||
인장 강도 | 항복점 또는 내력 | 연 신 율 % | ||||
㎏f/㎜² {N/㎜²} | ㎏f/㎜² {N/㎜²} | 11호 시험편 12호 시험편 | 5호 시험편 | 4호 시험편 | ||
세로 방향 | 가로 방향 | 가로 방향 | 세로 방향 | |||
SPPS 38 | 38{373} 이상 | 22{216} 이상 | 30 이상 | 25 이상 | 23 이상 | 28 이상 |
SPPS 42 | 42{412} 이상 | 25{245} 이상 | 25 이상 | 20 이상 | 19 이상 | 24 이상 |
● 수압시험 압력
스케줄번호 | 10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 80 |
시험압력 MPa{㎏f/㎠} | 2 {20} | 3.4 {35} | 4.9 {50} | 5.9 {60} | 8.8 {90} | 11.8 {120} |
● 압력배관용 탄소강 강관의 치수, 무게
호 칭 지 름 | 바깥 지름 ㎜ | 호 칭 두 께 | ||||||||||||
스케줄 10 | 스케줄 20 | 스케줄 30 | 스케줄 40 | 스케줄 60 | 스케줄 80 | |||||||||
두게 ㎜ | 무게 ㎏/m | 두께 ㎜ | 무게 ㎏/m | 두께 ㎜ | 무게 ㎏/m | 두께 ㎜ | 무게 ㎏/m | 두께 ㎜ | 무게 ㎏/m | 두께 ㎜ | 무게 ㎏/m | |||
A | B | |||||||||||||
6 | 1/8 | 10.5 | - | - | - | - | - | - | 1.7 | 0.369 | 2.2 | 0.450 | 2.4 | 0.479 |
8 | 1/4 | 13.8 | - | - | - | - | - | - | 2.2 | 0.629 | 2.4 | 0.675 | 3.0 | 0.799 |
10 | 3/8 | 17.3 | - | - | - | - | - | - | 2.3 | 0.851 | 2.8 | 1.00 | 3.2 | 1.11 |
15 | 1/2 | 21.7 | - | - | - | - | - | - | 2.8 | 1.31 | 3.2 | 1.46 | 3.7 | 1.64 |
20 | 3/4 | 27.2 | - | - | - | - | - | - | 2.9 | 1.74 | 3.4 | 2.00 | 3.9 | 2.24 |
25 | 1 | 34.0 | - | - | - | - | - | - | 3.4 | 2.57 | 3.9 | 2.89 | 4.5 | 3.27 |
32 | 1 ¼ | 42.7 | - | - | - | - | - | - | 3.6 | 3.47 | 4.5 | 4.24 | 4.9 | 4.57 |
40 | 1 ½ | 48.6 | - | - | - | - | - | - | 3.7 | 4.10 | 4.5 | 4.89 | 5.1 | 5.47 |
50 | 2 | 60.5 | - | - | 3.2 | 4.52 | - | - | 3.9 | 5.44 | 4.9 | 6.72 | 5.5 | 7.46 |
65 | 2 ½ | 76.3 | - | - | 4.5 | 7.97 | - | - | 5.2 | 9.12 | 6.0 | 10.4 | 7.0 | 12.0 |
80 | 3 | 89.1 | - | - | 4.5 | 9.39 | - | - | 5.5 | 11.3 | 6.6 | 13.4 | 7.6 | 15.3 |
90 | 3 ½ | 101.6 | - | - | 4.5 | 10.8 | - | - | 5.7 | 13.5 | 7.0 | 16.3 | 8.1 | 18.7 |
100 | 4 | 114.3 | - | - | 4.9 | 13.2 | - | - | 6.0 | 16.0 | 7.1 | 18.8 | 8.6 | 22.4 |
125 | 5 | 139.8 | - | - | 5.1 | 16.9 | - | - | 6.6 | 21.7 | 8.1 | 26.3 | 9.5 | 30.5 |
150 | 6 | 165.2 | - | - | 5.5 | 21.7 | - | - | 7.1 | 27.7 | 9.3 | 35.8 | 11.0 | 41.8 |
200 | 8 | 216.3 | - | - | 6.4 | 33.1 | 7.0 | 36.1 | 8.2 | 42.1 | 10.3 | 52.3 | 12.7 | 63.8 |
250 | 10 | 267.4 | - | - | 6.4 | 41.2 | 7.8 | 49.9 | 9.3 | 59.2 | 12.7 | 79.8 | 15.1 | 93.9 |
300 | 12 | 318.5 | - | - | 6.4 | 49.3 | 8.4 | 64.2 | 10.3 | 78.3 | 14.3 | 107 | 17.4 | 129 |
350 | 14 | 355.6 | 6.4 | 55.1 | 7.9 | 67.7 | 9.5 | 81.1 | 11.1 | 94.3 | 15.1 | 127 | 19.0 | 158 |
400 | 16 | 406.4 | 6.4 | 63.1 | 7.9 | 77.6 | 9.5 | 93.0 | 12.7 | 123 | 16.7 | 160 | 21.4 | 203 |
450 | 18 | 457.2 | 6.4 | 71.1 | 7.9 | 87.5 | 11.1 | 122 | 14.3 | 156 | 19.0 | 205 | 23.8 | 254 |
500 | 20 | 508.0 | 6.4 | 79.2 | 9.5 | 117 | 12.7 | 155 | 15.1 | 184 | 20.6 | 248 | 26.2 | 311 |
550 | 22 | 558.8 | 6.4 | 87.2 | 9.5 | 129 | 12.7 | 171 | 15.9 | 213 | - | - | - | - |
600 | 24 | 609.6 | 6.4 | 95.2 | 9.5 | 141 | 14.3 | 228 | - | - | - | - | - | - |
650 | 26 | 660.4 | 7.9 | 103 | 12.7 | 203 | - | - | - | - | - | - | - | - |
스케줄번호(schedule number ; Sch. NO)
압력관의 두께를 선정할 때 기준이 되는 번호로서, 10~160까지의 10단계로 나누이며 아래의 식에 의해 정한다. 관의 살 두께를 구하는 식으로 부식여유, 나사절삭여유 및 제조치수의 허용차를 고려하였다.
스케줄번호를 구하는 식
P
Sch.NO = 1000 × ― -----SI단위를 사용할 때의 식
S
P
Sch.NO = 10 × ― -----공학단위를 사용할 때의 식
S
관의 살 두께를 구하는 식
P D
t= ( ― × ─ ) + 2.54 -----SI단위를 사용할 때의 식
S 1.75
P D
t= ( ― × ─ ) + 2.54 -----공학단위를 사용할 때의 식
S 175
여기서, t : 관의 두께 (mm) - 바로우의 식(Barlow formula)에서
P : 배관의 사용압력 MPa{㎏f/㎠}
S : 관의 허용응력 N/㎟{㎏f/㎟} (= 최대응력/안전율)
D : 관의 바깥지름 (mm)
다만 { }속의 단위는 공학단위이다
◈ 최고사용압력이 7MPa{71㎏f/㎠}인 배관에 호칭지름 50A, 인장강도가 373N/㎟{38㎏f/㎟}인 강관을 사용하는 경우 스케줄 번호를 구하는 방법은 다음과 같다(다만, 안전율은 4로 한다)
(풀이)
1) 스케줄번호를 구하는 식에 의해
안전율이 4이므로 허용응력(최대응력을 안전율로 나눈 값)은
1 1
S = 373×―＝93.3(N/mm2) 또는 S = 38×―＝9.5kgf/mm2)
4 4
따라서
7 71
Sch.NO =1000× ― ≒75 또는 Sch.NO =10×― ≒74.7
93.7 9.5
그러므로 Sch. No 80을 선정한다.
2) 관의 살 두께를 구하는 식에 의해
7 60.5
t= ( ― × ─ ) + 2.54 = 5.13(mm)
93.3 1.75
71 60.5
또는 t= (― × ─ ) + 2.54 = 5.12(mm)
9.5 175
따라서 호칭지름이 50A이고 두께가 5.13mm 이상인 규격을 압력배관용 탄소강관의 치수표에서 찾으면
Sch. No 80을 선정할 수 있다.
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