신축이음이란?(expansion joint/bellows/swivel joint)(벨로우즈/슬리브/플렉시블)

 
안녕하세요
티스토리 여러분
성실함을 가지고
매일 무언가를
차곡차곡 쌓으면
그것이 곧 실력이고
전문성이라고 생각합니다.

우리 모두 매일
한걸음 나아가는 하루가 됩시다!

저번 시간까지
피팅류(Fitting)에 대해서
알아보았습니다.

이번 시간에는 배관 자재 중에서
배관 신축이음(Expansion Joint)에 대해서
같이 알아보도록 하겠습니다.
 

배관 신축이음(Expansion Joint)

신축이음이란, 배관에서 열팽창, 수축을

흡수할 수 있게 설계된 배관의 한 종류입니다.

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특히, 석유화학산업 Process Liquid 는

온도가 매우 높거나 낮으므로

배관에서 열영향을 많이 받습니다.

​

이러한 이유로,

열에 의한 팽창과 수축을

필히 고려하여 배관을 설계해야 합니다.

​

즉, 배관 신축이음(expansion Joint)은

열팽창,수축,진동 등으로 발생하는

응력을 흡수하는 역할을 합니다.

​

팽창/수축의 길이는 열역학 시간에

배운 내용과 같이, 하기와 같은

조건으로 계산됩니다.

​

 

증가하는 길이(L1) = 원래 길이(Lo) x 선팽창계수 x

(상승한 온도 - 기존 온도)

 

선팽창계수는 재질 별로 다르기 때문에

정확한 계산을 위해서는 선팽창계수표를

참고해야 합니다!

​

※ 선팽창계수 : 온도가 1도 상승했을때 팽창 길이의 비율

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> 배관 신축이음쇠(Expansion joint) 종류는

아래와 같이 6가지로 분류됩니다.

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① 슬리브형 신축 이음쇠(Sleeve Type Exp joint) :

그림과 같이 관의 신축은 본체 속에서

슬리브의 슬라이딩을 통해

흡수되는구조입니다.

그림1. Sleeve Type Exp.Joint

 

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​

> 주요 특징으로,

신축량을 크게 가질 수 있으며 응력이 발생하지 않고

직선으로 이음하므로 설치공간이 루프형에 비하여

상대적으로 적습니다.

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② 벨로즈형 신축 이음쇠(Bellows Type Exp.Joint) :

벨로즈(Bellows)는 관의 신축에 따라

벨로즈가 자체적으로 신축하는 형태입니다.

석유화학 공정에서 많이 쓰이는 구조입니다.

Bellows Type Exp.Joint

​

> 주요 특징으로,

설치공간에 제약을 받지않고

상대적으로 누설이 적지만

고압 배관에는 부적합합니다.

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​③ 루프형 신축 이음쇠 (Loop Type Exp. Joint) :

하기와 같은 모습을 가지고 있으며 신축 곡관

으로 불립니다, 강관 또는 동관을 루프(Loop) 모양

으로 구부려 배관의 신축을 흡수하는 역할을 합니다.

이는 석유화학 옥외배관에서 많이 볼 수 있습니다.

​

Loop Type Exp.Joint

 

 

> 주요 특징으로,

루프 형태로 설치 공간에 제약을 받으며

신축에 따른 배관 내 자체 응력이 발생합니다

주로 석유화학 옥외 고온/고압의 배관에 사용합니다.

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④ 볼 조인트 신축 이음쇠(Ball Type Exp.joint) :

볼조인트와 오프셋(파이프)을 이용해서

관의 신축을 흡수하는 것으로

트럭을 통해 제품을 이송하는

Truck Lorry System(=TLS) 에서

많이 사용합니다.

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Ball Type Exp.Joint

​

> 주요 특징으로,

1차적 변위뿐만 아니라 3차적인

변위까지도 흡수가 가능하고,

어떤 형식에 변위에도 안전합니다.

마치 팔의 관절 같은 역할로

움직임(변위)을 가능하게 합니다.

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⑤ 스위블형 신축 이음쇠(Swivel Exp.Joint) :

3개 이상의 Elbow 을 사용하고

이음부의 나사 회전으로 배관의 신축을 흡수합니다.

엘보를 통해 구속화를 최소화하는 구조입니다.

Swivel Joint

주요 특징으로,

설치비가 싸고 제작이 쉽지만,

굴곡부에서 압력 강하가 되며

신축량이 큰 배관에서는

누설 위험이 있습니다.

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⑥ 플렉시블 신축 이음쇠 (Flexible Exp.joint) :

합성 고무제(Flexible)의 짧은 관에서

양 끝에 플랜지/커플링을 붙인 이음쇠입니다.

이 구조도 석유화학 배관에서

많이 사용하는 타입니다.

Flexible Exp.Joint

​

​

​

주요 특징으로,

배관과 장치 연결 시 발생 할 수 있는 편심,

진동 전달 방지 목적으로 많이 사용됩니다.

Pump, Compressor 등에 배관 연결 시

앞/뒤 후단에 사용됩니다.

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이번 포스팅에서

배관 신축 이음쇠에 대해서

알아보았습니다.