개념 한 쪽
비금속관의 이음쇠는 관 재질별 특성과 신축성, 내화학성, 온도 허용 범위에 따라 적합한 이음 방법과 패킹 재료를 선택해야 한다. 문제에서는 특정 이음 방식의 구조적 특성, 사용 가능한 온도 범위, 분해·조립 가능 여부, 패킹 재료의 성질 등 실무에서 바로 적용하는 기본 지식을 물어본다.
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출제기준 단원 「비금속관 이음쇠」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| PB관 허용 온도 판별 | 1 | PB관용 에이콘 이음의 사용 온도 범위를 고르기 |
| 팩레스 신축이음 식별 | 1 | '팩레스' 특성으로 이음쇠 종류를 가리기 |
| 나사용 패킹 재료 선택 | 1 | 화학약품·내유성·내열성 조건에 맞는 패킹 찾기 |
에이콘 이음은 폴리부틸렌(PB)관 전용 접합 방식으로 정의된다. PB관은 플라스틱 재질이므로 온도에 민감하며, 에이콘 이음의 안전 사용 온도 범위는 -30℃에서 110℃까지이다. 이 범위를 벗어나면 재질의 열적 한계를 초과해 손상 우려가 크다.
팩레스 방식의 신축 이음쇠는 패킹을 사용하지 않는 유형으로, 주름관 구조인 벨로스형이 대표적이다. 벨로스형은 주름이 펴지고 접히는 형태로 관의 신축을 흡수하며 슬리브와 같이 동작하여 미끄럼 면에서의 누설을 원천적으로 줄인다. 슬리브형은 미끄럼 면에서 패킹이 필요하며 루프형은 관 자체의 곡률로 신축을 흡수한다.
나사용 패킹재는 유체의 성질과 온도 범위를 고려해 선택해야 한다. 액상 합성수지는 화학약품에 대한 내화학성, 내유성 및 넓은 내열 범위(-30~130℃)를 갖추어 증기·기름·약품 배관의 나사용 패킹에 적합하다. 페인트류나 일산화연 등은 방청이나 특정 목적에 한정된 재료로써 본 문제의 조건을 만족하지 않는다.
그루브 조인트는 관 끝에 홈을 가공해 커플링으로 연결하는 기계적 체결 방식이며, 고정식과 유동식 등 실제 존재하는 종류가 있다. 용접 방식과 그루브 방식은 근본적으로 결이 다르므로 이 두 용어가 결합된 명칭은 성립하지 않는다고 본다.
분해·조립 가능성이 요구되는 연결 부속은 유니온(Union)과 플랜지(Flange)이다. 유니온은 나사식으로 쉽게 분해되며, 플랜지는 볼트 체결로 분해 조립이 가능하다. 반대로 엘보나 티 등은 용접 또는 고정 결합 방식이 일반적이므로 분해 조립이 어렵다.
주철관의 타이톤 이음(Tyton Joint)은 고무 링을 사용해 간단하고 신속하게 연결하는 방식이며 매설 시에도 좁은 작업 공간에서 시공이 가능하다. 맞대기 용접으로 연결되는 롱엘보의 곡률 반지름은 강관 호칭지름의 1.5배(1.5D)로 규정되며, 쇼트엘보는 1D인 점을 구별해야 한다. 또한 주철관 납이음에서는 얀이 소켓 깊이의 약 1/3을 채워 납의 유입을 막는 역할을 하며, 얀과 납의 배분 비율을 기억해야 누수 방지 원리를 이해할 수 있다.
문제 유형 예시는 다음과 같다. - PB관용 에이콘 이음의 허용 사용 온도를 묻는 문항에서는 제시된 온도 범위가 -30~110℃인지 확인하면 정답을 고를 수 있다. - '팩레스 신축이음쇠'라는 표현이 나오면 패킹이 없는 주름관 형태인 벨로스형을 떠올려 선택하면 된다. - 나사용 패킹재의 조건으로 '화학약품에 강하고 내유성이며 -30~130℃ 범위를 견딘다'는 설명이 주어지면 액상 합성수지를 정답으로 선택하면 된다.
폴리에틸렌관의 이음방법 중 관끝의 바깥쪽과, 이음관의 안쪽을 동시에 가열 용융하여 이음하는 방법인 것은?
정답 ③ · 코어 플랜지 이음이나 테이퍼 조인트가 아닌, 관끝의 바깥쪽과 이음관의 안쪽을 가열 용융하여 연결하는 방식은 용착 슬리브 이음(Welded Sleeve Joint) 또는 전기융착 이음의 원리와 유사합니다. 문제의 설명에 가장 부합하는 것은 용착 슬리브 이음입니다.
관끝 외측과 이음관 내측을 동시에 가열 용융하는 PE관 이음법은 용착 슬리브 이음이다.
주철관의 소켓이음에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ④ · 주철관의 소켓 이음(메커니컬 조인트 또는 납 이음)은 관과 관 사이의 틈새를 메우는 방식입니다. 납 이음의 경우 소켓 내부에 먼저 얀(Yarn, 삼실 등의 마감재)을 채워 넣고 그 위에 녹인 납을 부어 굳힙니다.
주철관 납이음 시 얀은 소켓 깊이의 약 1/3만 채워 납의 밀림을 방지하므로 2/3 채운다는 설명은 틀림.
다음 배관용 연결 부속 중에서 분해 조립이 가능하도록 할 때 쓰이는 것으로 되어있은 항은?
정답 ④ · 문항은 분해·조립이 가능하도록 할 때 사용하는 배관 연결 부속을 묻고 있다. 분해·조립이 쉬운 연결 방식은 나사식이나 볼트식으로 분리 가능한 유니온과 플랜지가 대표적이다.
분해 조립이 가능한 배관 연결 부속은 유니온(Union)과 플랜지(Flange)이다.
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