개념 한 쪽
배관에서 사용하는 관은 재질과 제조법에 따라 특성이 달라진다. 시험에서 묻는 핵심은 각 관의 명칭·구조·특성 및 용도 구분이다. 약자 표기나 '프리스트레스' 같은 용어의 의미를 빠르게 식별하는 것이 유리하다.
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출제기준 단원 「비철금속관」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 약자 식별 | 1 | 관 약자(PS 등)의 의미를 묻기 |
| 재료 특성 판단 | 1 | 스테인리스강관의 저온·내식성 여부 판별 |
| 구조·라이닝 기능 식별 | 1 | 모르타르 라이닝 주철관의 마찰·수질 영향 판단 |
프리스트레스 콘크리트관(PS관)은 '미리 응력을 준다'는 뜻을 가진 관으로, 콘크리트의 약점인 인장에 대비하기 위해 PS강선으로 인장력을 주어 콘크리트에 압축응력을 미리 발생시키는 구조이다. 이로써 사용 중에 생기는 인장응력을 상쇄하여 파손을 방지하는 것이 핵심 원리이다. 에터니트관이나 흄관 등 다른 콘크리트계 관과는 제조법과 구조가 다르므로 혼동하지 않아야 한다.
스테인리스강관은 내식성이 우수하고 위생적이며 기계적 성질이 좋아 관 두께를 얇게 하여 경량화와 시공성을 확보할 수 있다. 특히 저온 환경에서도 인성이 유지되어 취성 파괴가 일어나지 않으므로 내한성이 우수하다는 점이 중요한 특징이다. 따라서 저온이나 동결에 약하다고 서술된 보기는 오답으로 판단한다.
원심력 모르타르 라이닝 주철관은 관 내부에 시멘트 모르타르를 도포하여 내면을 매끄럽게 만들고 마찰 저항을 줄이며 수질 변화를 방지하는 목적을 가진다. 라이닝은 관의 내면을 보호하여 부식과 물 침투를 막고 유체 흐름의 에너지 손실을 줄이는 역할을 하므로, 라이닝 관의 특징을 묻는 문제에서는 '저마찰·수질보호'를 먼저 떠올려야 한다.
배관에 쓰이는 탄소강관의 KS 재료기호는 사용되는 압력 범위에 따라 구별된다. 저압용은 SPP, 중압용은 SPPS, 고압용은 SPPH로 구분되므로, 문제에서 사용압이 낮다고 하면 SPP를 선택해야 한다.
화학 배관 등 가혹한 사용 환경에서는 재료의 내식성, 기계적 강도, 저온 성능과 함께 크리프 강도가 클 것이 요구된다. 크리프는 장시간 하중에 의해 서서히 변형되는 현상이므로 이를 견디려면 크리프 강도가 커야 한다는 점을 기본 원칙으로 삼아야 한다.
PS관 관련 보기에서 'PS강선으로 압축응력을 주어 인장응력을 상쇄한다'는 설명을 고르라는 문항이 나오면 PS(prestressed)의 의미를 떠올려 정답을 찾는다. 스테인리스강관 관련 보기에서 '저온에 약하다'는 선지는 재료 특성과 반대이므로 오답으로 처리한다. 원심력 모르타르 라이닝 주철관 설명에서 '라이닝으로 내면 마찰이 적고 수질 변화가 적다'는 문장은 올바른 특징이므로 정답으로 판단한다. 배관용 탄소강관의 KS 기호 문제에서는 사용압 조건(저·중·고)에 따라 SPP·SPPS·SPPH를 매칭하여 정답을 결정한다.
사용압이 비교적 낮은 증기, 물, 기름 및 공기 등의 배관용에 적합한 배관용 탄소 강관의 KS 재료기호는?
정답 ① · 문항은 사용압이 비교적 낮은 배관용 탄소강관의 KS 재료기호를 묻는다. 배관용 탄소강관은 압력 등급에 따라 SPP(저압), SPPS(중압), SPPH(고압) 등으로 분류되며 저압 용도로는 SPP가 해당한다.
배관용 탄소 강관은 SPP(저압), SPPS(중압), SPPH(고압)로 구분되며, 낮은 증기용은 SPP가 해당된다.
일반적으로 PS관이라고 불리우는 관은?
정답 ④ · PS관은 프리스트레스 콘크리트 관(Prestressed Concrete Pipe)의 약자입니다. 콘크리트 내부에 미리 압축력을 가하여 인장 강도를 높인 관으로, 주로 상수도 배수용으로 사용됩니다.
PS관은 프리스트레스 콘크리트관(Prestressed Concrete Pipe)의 약자이다.
프리스트레스 콘크리트관의 설명으로 올바른 것은?
정답 ③ · 프리스트레스 콘크리트관의 핵심 원리를 묻는 문제로, 미리 응력을 가해 인장응력을 상쇄하는 공법이 맞는지 확인하는 문제이다. 프리스트레스 공법은 PS강선을 사용해 콘크리트에 사전에 압축응력을 가하여 사용하중 시 발생하는 인장응력을 상쇄하도록 설계하는 방식이다.
프리스트레스 콘크리트관은 PS강선으로 압축응력을 주어 인장력을 상쇄하는 구조이다.
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