기체용 파이프(Gas Pipe)의 종류
Mass Flow Meter(MFM)이나 Mass Flow Controller(MFC)를 사용할 때는 기체를 운반하기 위해 필수적으로 파이프를 사용해야 합니다.
기체용 파이프는 용도와 장소에 따라 금속관부터 플라스틱, 고무, 유리까지 다양한 종류가 사용되며 그 크기도 매우 다양합니다.
이번 시간에는 기체용으로 승인된 다양한 재질의 파이프에 대해 알아보도록 하겠습니다.
강철 파이프(Steel Pipe)
강철 파이프는 강관이라고도 불리며 소재에 따라 보통강 강관과 특수강 강관으로 나눌 수 있고, 이음매의 유무에 따라 각각 무계목 강관(Seamless Pipe)와 용접 강관(Welded Pipe)로 나뉩니다.
강철 파이프
출처 : 위키 피디아
보통강은 일반적으로 탄소강을 말하며 철과 탄소의 합금으로 탄소 함유량이 0.05 ~ 2.1% 이내의 철강을 뜻합니다.
특수강은 탄소량이 많은 특수 용도의 고탄소강과 탄소 이외의 합금원소를 첨가하여 강의 특성을 개량한 합긍강을 합친 것을 뜻합니다.
무계목강관은 소재에 구멍을 뚫은 다음 가공하거나, 이미 천공된 소재를 프레스로 압출하는 방식으로 제작됩니다.
대표적인 방법으로는 압연 천공법, 원심 주조법, 압출법, 인발법 등이 있습니다.
용접 강관은 철판을 구부려 이음매를 용접하는 방식으로 제작되며, 용접하는 방법에 따라 전기 저항 용접 강관(ERW 강관), 가스 용접관, 아크 용접관(SAW 강관)으로 분류됩니다.
구리 파이프(Copper Pipe)
구리 파이프는 구리로 만들어진 파이프로 동관이라고도 불립니다.
열 및 전기 전도체가 뛰어나지만 마찰 저항은 적고 내식성이 있으며 굽힘 가공이 쉽다는 장점을 가지고 있습니다.
구리 파이프의팅
출처 : 위키 피디아
비교적 부드럽게 구부러지는 연성 동관과 단단한 강성 동관이 사용되는데, 연성 동관은 파이프 경로의 장애물을 따라 쉽게 구부러질 수 있는 장점이 있지만 강성 동관에 비해 생산 비용이 더 비쌉니다.
단단한 강성 동관은 구부릴 수 없으며 장애물을 피하기 위해서는 'ㄱ'이나 'ㄴ' 모양의 엘보우 피팅(Elbow Fitting)을 사용해야 합니다.
동관은 납땜을 이용하거나 압축 너트, 플레어 등의 도구를 이용해 연결할 수 있습니다.
황동 파이프(Brass Pipe)
황동 파이프는 구리에 아연을 첨가해 만든 황금빛을 띠는 합금 파이프를 말합니다.
국내에서는 황동 파이프를 놋쇠관이라고도 부릅니다.
일반적으로 구리65%와 아연 35%의 비율이 가장 많고, 아연이 5 ~ 20% 미만일 경우이는 붉은 황동(Red Brass), 또는 건메탈(Gunmetal)이라고 부릅니다.
구리와 아연의 비율이 7:3 인 경우에는 7-3 황동, 6:4 인 경우에는 6-4 황동이라고 부릅니다.
황동 파이프는 동관과 같은 방법으로 제작되며, 가공이 쉽고 부식에 대한 저항이 높습니다.
하지만 산이나 알칼리성 물질에는 취약한 단점이 있습니다.
PVC 파이프(Poly Vinyl Chloride Pipe)
PVC 는 폴리염화비닐의 줄임말로 에틸렌분자의 수소 하나를 염소로 치환한 비닐클로라이드(Vinyl Chloride)라고 하는 분자를 중합시킨 것입니다.
PVC 파이프
출처 : 위키 피디아
PVC 는 녹슬지 않고 가볍다는 장점을 가지고 있습니다.
또한 무독성이고 내후성과 화확적 안정성이 매우 우수하다는 장점이 있지만, 금속 파이프에 비해 강도가 약하고 열에 매우 취약한 단점이 있습니다.
PVC 파이프는 열을 받게 되면 열변형이 일어날 수 있고 열이 높아지면 녹아내리며 독성 가스를 분출할 수 있습니다.
PVC 파이프는 스레드 조인트나 소켓을 사용해 연결하며, 절단이나 굽힘 및 접합 등의 작업이 용이합니다.
HDPE 파이프(High-Density Poly Ethyelen Pipe)
HDPE 는 에틸렌을 중합해 제조하는 합성 수지로 고밀도 폴리에틸렌 이라고 불립니다.
HDPE 파이프
출처 : 위키 피디아
HDPE 파이프는 내구성이 뛰어나고 화학적 내성이 뛰어나기 때문에 파이프 내부의 보호 코팅이나 도금 작업이 필요없이 부식성 또는 산성 환경에서 쉽게 사용할 수 있습니다.
또한 열전도율이 매우 낮기 때문에 금속 파이프와 비교해 더 균일한 온도를 유지할 수 있어, 파이프 라인 주변의 응축을 제어하기 위한 절연 필요성이 크게 줄어듭니다.
HDPE 파이프의 또 하나의 장점은 유연성인데, 다른 금속 파이프나 PVC 의 경우 접착식 피팅이나 구속 장치 등이 필요한 반면 HDPE 파이프는 현장에서 파이프를 구부려 시공할 수 있는 장점이 있습니다.
HDPE 파이프는 전기 용접, 소켓 용접, 압출 용접 등으로 연결할 수 있습니다.
참고