개념 한 쪽
배관 재료는 사용 온도·압력·부식성 등 환경 조건에 따라 적절한 재질과 규격 기호를 선택해야 한다는 핵심을 묻는다. KS 기호는 관의 용도와 특성을 약어로 표기하므로 용도별 기호를 구분해야 하고, 설계압력 산출 후 적절한 스케줄을 선택하는 계산 능력이 요구된다.
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출제기준 단원 「관의 종류 및 특징」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 스케줄 번호 산출 | 1 | 사용압력과 안전율로 설계압력 계산 후 스케줄 매칭을 묻는다 |
| 고압배관 KS기호 식별 | 1 | 고압용으로 사용하는 탄소강 배관에 적용되는 KS 약칭을 식별하도록 묻는다 |
| 최대사용압력 판정 | 1 | 규격상 탄소강 배관이 허용하는 최대 운전압력 범위를 판단하도록 묻는다 |
배관용 강관은 KS 규격의 기호로 구분하며, 각 기호는 재질과 용도, 온도·압력 특성을 나타낸다. 예컨대 압력배관용 탄소강관은 SPPS로 표기되고, 고압배관용 탄소강관은 SPPH 또는 SPPA와 같이 고압을 나타내는 접미사를 포함하여 구분한다. 고온 배관용, 저온 배관용 등은 각각 SPHT, SPLT 등으로 구분되는 사례가 제시된다.
스텐레스 강관은 고온·고압 환경에서의 내식성과 강도 특성을 동시에 요구하는 경우에 적합하다고 설명된다. 탄소강관은 강도가 우수하여 고온고압에 사용되지만 내식성은 상대적으로 약하므로 환경에 따라 다른 재질을 선택해야 한다. PVC나 기타 플라스틱 계열 관은 내식성은 뛰어나나 고온·고압 조건에는 적합하지 않다는 점을 구분한다.
주철관은 수직법 및 원심력법으로 제조되며 내식성과 내구성이 좋아 수도용 급수관·가스 공급관·통신용 지하매설관 등에 사용된다는 점을 제시한다. 즉, 용도 키워드(내식성·지하매설 등)를 보면 재질 후보를 좁힐 수 있다.
배관 설계에서는 사용압력과 안전율을 곱해 설계압력을 산출하고, 그 값에 따라 표준 스케줄 번호로 관 두께 등급을 결정한다는 절차가 강조된다. 스케줄 번호는 관 직경 등에 따라 표준화된 두께 등급을 나타내므로 설계압력과 매칭하여 적절한 스케줄을 선택해야 한다.
대표 계산 예 1 — 설계압력 산출과 스케줄 매칭 예시: 사용압력이 40 kg/cm²이고 안전율을 4로 적용하면 설계압력은 40×4=160 kg/cm²가 된다. 문제 맥락에서는 이 설계압력에 대응하는 표준 스케줄로 스케줄 80을 선택하도록 한다는 풀이가 제시된다. 따라서 설계압력 계산 후 표준 표에서 해당 스케줄을 찾는 절차를 따른다.
대표 계산 예 2 — 최대사용압력 관련 판단: 압력배관용 탄소강관은 고내압 특성을 가지며 최대사용압력은 약 100 kg/cm² 수준으로 설명된다. 문제에서 용어가 압력배관용으로 주어지면 고내압 특성(예: 100 kg/cm²)을 기준으로 재질 적합성을 판단해야 한다.
압력배관용 강관의 사용압력이 40 kg/cm², 인장강도가 20kg/mm² 일 때의 스케줄 번호는? (단, 안전율은 4로 한다.)
정답 ② · 사용압력과 인장강도, 안전율로부터 배관용 강관의 스케줄 번호를 구하는 문제이다. 스케줄 번호는 관의 두께 등급으로, 1000 곱하기 사용압력을 허용응력으로 나눈 값으로 계산한다.
스케줄 번호는 설계압력(사용압력×안전율)에 해당하는 표준 관 두께 등급으로, 계산된 설계압력 160kg/cm²에 대응하는 스케줄 80이 정답이다.
고압배관용 탄소강관의 KS 표시 기호는?
정답 ① · 고압배관용 탄소강관의 KS 기호를 묻는 문제이다. 배관용 탄소강관 KS 기호에서 고압용은 SPPH로 표시하며, 끝의 H는 High pressure를 의미한다.
고압배관용 탄소강관은 KS SPPH로 표시하며, H는 High pressure를 의미한다.
압력배관용 탄소강관의 최대사용압력은 몇 kg/cm² 정도인가?
압력배관용 탄소강관은 고압 환경에서도 견딜 수 있어 최대 사용 압력은 100kg/cm² 정도이다.
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