개념 한 쪽
배관은 온도 변화에 따라 팽창·수축하므로 이를 흡수하기 위한 신축 이음쇠가 필요하다고 본다. 신축 이음쇠는 구조와 동작 방식에 따라 설치 공간 요구량, 내구성, 고온·고압 적합성이 달라지므로 사용 환경에 맞춰 타입을 선택해야 한다.
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출제기준 단원 「신축관 이음쇠」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 타입별 적용성 판단 | 1 | 사용 환경을 보고 적합한 신축 이음쇠 타입을 고르는 능력 |
| 개폐·구조 특성 구분 | 1 | 밸브의 구조와 용도를 매칭하는 능력 |
| 안전장치 재질·용도 구별 | 1 | 특정 안전장치의 구조적 특징과 적용처를 식별하는 능력 |
신축 이음쇠는 배관의 열 변형, 즉 온도 상승에 따른 팽창이나 냉각에 따른 수축을 흡수하여 배관의 손상이나 변형을 방지하는 장치한다. 온도 변화에 의한 길이 변화를 흡수하지 못하면 배관에 큰 응력이 발생하므로 신축 이음쇠로 변형을 분산시킨다.
루프형 신축 이음쇠는 배관을 U자 형태로 구부려 열 팽창을 흡수하는 방식으로, 설치 공간을 많이 차지하지만 구조가 단순하고 고장이 적어 내구성이 뛰어나다한다. 이러한 특성 때문에 고온·고압의 옥외 배관에 적합하다한다.
슬리브형, 스위블형, 벨로스형 신축 이음쇠는 상대적으로 설치 공간을 덜 차지하는 장점이 있으나 고온·고압 환경에서는 밀봉 유지가 어려워 적합성이 떨어질 수 있다. 특히 옥외 고온·고압 환경에서는 내구성과 고장률이 중요한 고려사항이므로 타입별 특성을 비교해야 한다.
신축 이음쇠의 선택은 설치 공간 제약과 운전 환경의 온도·압력 특성을 함께 고려하여 이루어져야 한다. 공간을 많이 차지하더라도 장기적 신뢰성이 중요하면 루프형을 우선 검토한다.
고온·고압의 옥외 배관에 신축 이음쇠를 선정하는 사례를 보면, 설치 공간을 확보할 수 있고 장기 내구성이 최우선이라면 루프형을 선택하는 방식이 적절하다한다. 반대로 설치 공간이 제한적이고 온도·압력 조건이 비교적 낮다면 슬리브형·스위블형·벨로스형 등 소형 타입을 고려할 수 있다.
문제 유형으로는 '고온 고압 옥외 배관에 적합한 신축 이음쇠'와 같이 환경과 장비 특성을 매칭하는 문항이 자주 출제되므로, 각 타입의 장단점을 중심으로 기억하면 구분이 쉬워진다한다.
구조상 유체의 흐름방향과 평행하게 밸브가 개폐되는 것으로 유량 조절에 다음 중 가장 적합한 밸브는?
정답 ① · 글로브 밸브는 내부의 디스크가 밸브 시트에 수직으로 올라오거나 내려가면서 유로를 개폐하는 구조를 가지고 있습니다. 이러한 구조적 특징상 게이트 밸브와 달리 유체의 흐름을 정밀하게 조절하는 데 매우 적합하며, 주로 유량 조절용으로 널리 사용됩니다.
글로브 밸브는 디스크가 유로에 수직으로 이동하여 유량을 정밀하게 조절할 수 있어 유량 조절용으로 적합하다.
밸브판이 밸브시트에 대해 직선적으로 미끄럼운동을 하여 움직이기 때문에 전개시 저항이 거의 없고 고압에 견디는 구조이므로 간선 관로의 차단용으로 다음 중 가장 적합한 것은?
정답 ① · 문항은 밸브판이 밸브시트에 대해 직선 운동하여 저항이 적고 고압을 견디는 구조의 밸브 종류를 묻고 있다. 밸브판이 직선으로 미끄러지는 구조는 유로 저항이 거의 없어 간선의 차단용으로 적합한 게이트(슬루스) 밸브에 해당한다.
밸브판이 직선 운동하여 개폐되는 게이트밸브는 유체 저항이 적어 간선 관로의 차단용으로 적합하다.
구조가 간단하고 취급이 용이하며 부식성 유체, 괴상물질(덩어리)을 함유한 유체에 적합하여 주로 압력용기에 사용하는 안전밸브는?
정답 ③ · 파열판식 안전밸브는 구조가 매우 간단하고, 부식성 유체나 고점도 유체, 괴상 물질을 포함한 유체에도 잘 막히지 않고 작동하므로 주로 압력 용기나 배관의 보호용으로 사용됩니다. 반면 스프링식 등은 유체의 성질에 따라 막히거나 기능이 저하될 수 있습니다.
파열판식은 구조가 간단하고 부식성·괴상물질 유체에 강하므로 압력용기 보호용으로 적합하다.
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